通過倒序推理法確定火車煤管理流程時間

高子琦，樊延如，于 群，劉力凝

(華電章丘發(fā)電有限公司，山東 濟南 250200)

0 引 言

隨著煤炭價格的持續(xù)上漲,燃料成本目前已約占燃煤電廠運營成本的70%以上，在企業(yè)運營成本中占比較大。降低發(fā)電企業(yè)的燃料成本是火電企業(yè)降本增效、扭虧為盈的重要工作之一[1]。煤炭價格受市場調控影響大、人為因素影響較小。2018 年煤炭消費繼續(xù)保持增長，增幅比 2017 年加大 0.6 個百分點，環(huán)渤海電煤價格基本在高平臺上波動趨穩(wěn)[2]。

結合火電廠的具體生產實踐可知，生產一線對煤炭的需求量較大，儲煤所占的空間相對較大，煤場的管理工作存在較大的難度。一旦煤場的管理出現(xiàn)紕漏，燃料的使用效果將受到極大的影響[3]?？茖W有效的煤場管理措施能極大地降低發(fā)電成本，進而提高火電廠的經(jīng)濟效益，即火力發(fā)電廠須重視燃料管理與成本控制以確保在激烈的市場競爭中占有一席之地[4]。但當前我國大部分火電廠在煤場管理中呈現(xiàn)“重供應、輕管理”的不良現(xiàn)象[5]，即發(fā)電廠在煤場管理過程中對管理工作處于忽視態(tài)度，從而導致大量煤炭資源浪費[6]。目前所倡導的燃料全過程智能化，在關鍵環(huán)節(jié)可實現(xiàn)智能化、自動化作業(yè)[7-9]，但在整個流程上還不能完全取代人工，尤其煤場中火車來煤從進站到上煤的過程具有很大的隨機性，因而部門之間如何進行有效協(xié)作顯得尤為重要。

2018年初進入冬季以來，由于供暖耗煤增加、歲末煤炭產量下滑、春運鐵路運力緊張等因素影響，煤炭供給嚴重不足，燃煤電廠面臨全國性大范圍保供風險[10]。受寒潮影響，全國多地電力供需面臨嚴峻形勢。

基于以上局勢，提高煤場運作效率不僅可在一定程度上為煤場的智能化管理排除風險隱患及起到消除浪費節(jié)約成本的作用，且可在應對保供壓力、確保機組安全運行方面有著實際的意義。

1 研究對象

火車煤進站到上煤整個流程作為煤場管理中重要部分，整個過程中各個環(huán)節(jié)能否銜接流暢，決定了煤場管理的效率，而整個過程的關鍵取決于時間，因而火車煤管理流程時間為此次研究的重點。

2 現(xiàn)狀調查

火車從進站到上煤大致經(jīng)過火車對位、看車、采樣、翻卸堆料、上煤等幾個主要環(huán)節(jié)。在對整個過程進行現(xiàn)狀調查時，發(fā)現(xiàn)目前存在時間、順序及設備問題。

2.1 時間問題

火車進站時間具有隨機性，此為最關鍵的問題。當鐵路班通知相關部門火車到達信息時無法確定此列該何時開始對位、看車，進而無法確定該列具體的翻卸、堆料時間。由此導致的問題包括:與前一列車的翻卸沖突、此列的翻卸與上煤沖突等。

2.2 順序問題

煤場煤炭的翻卸順序在一定程度上直接影響翻卸速度，主要由不同品質的煤導致，比如由于煤炭水分大而易出現(xiàn)黏煤和堵煤現(xiàn)象[11]。當遇到煤質異常時，翻卸慢進而影響上煤進度。工作人員在事先不明確火車對位時間的情況下無法自主協(xié)調煤炭翻卸順序，由此導致的問題包括極易出現(xiàn)翻車與上煤沖突、造成煤炭外卸、增加額外的經(jīng)濟成本。進煤煤質同時影響著機組的經(jīng)濟性[12]。

自2017年下半年到2018年上半年12個月的外卸數(shù)據(jù)統(tǒng)計見表1。

表1 外卸煤量結果統(tǒng)計

Table1 Result statistics of external discharge amount

年月外卸量/t比例/%2017-070.000.002017-080.000.002017-090.000.002017-105135.452.192017-114212.041.432017-12962.490.412018-01123.080.062018-0216325.535.292018-036441.472.482018-04193.410.092018-050.000.002018-065606.985.59

根據(jù)表1中統(tǒng)計結果可知，煤場在12個月中僅有4個月無外卸，其余6個月的外卸率時高時低，而最高時外卸率達5.59%，說明外卸情況不可控制、隨機性大，即意味著成本不可控。

2.3 設備問題

煤場設備包括采樣機、翻車機、斗輪機等，常規(guī)狀態(tài)下應經(jīng)常對設備進行檢查性維修，但因火車進車到翻車上煤的時間不明，從而造成工作人員無法充分利用各個環(huán)節(jié)空隙時間進行儀器的自查自檢及不能確保設備安全，因而極易導致設備故障，從而留下安全隱患。遇到灰分較大的煤，因其質地堅硬、破碎困難而對設備的磨損嚴重[13]，故更需對設備進行經(jīng)常性自檢。

自2017年下半年到2018年上半年12個月對煤場設備故障后的維修次數(shù)進行統(tǒng)計，詳見表2。

表2 設備故障后的維修結果統(tǒng)計年月

Table 2 Statistics of maintenance results after equipment failure

年月2017-072017-082017-092017-102017-112017-122018-012018-022018-032018-042018-052018-06次數(shù)/次67785573106991248155708370

由表2可知，設備維修次數(shù)多在70次/月～80 次/月，最高達到124 次/月。

3 解決方法及成效

上述問題的存在主要由于整個流程缺少明晰的時間劃分以及協(xié)調不暢所導致，可采取以下4個解決方法并取得一定的成效。

(1)明確火車來煤到上煤過程中各環(huán)節(jié)中每個環(huán)節(jié)的時間線。煤場管理涉及多個部門，理順每個環(huán)節(jié)的過程管理則可加強各部門的協(xié)調能力。

(2)根據(jù)時間自主協(xié)調翻卸順序，可在一定程度上避免翻卸與上煤沖突的發(fā)生機率，從而減少外卸率。

(3)找到合理的設備自檢時間以減少設備故障率，從而消除安全隱患，使煤場管理更加有序。

(4)采用倒序推理法確定火車煤的整體管理流程時間線。從上煤時間入手，因煤場的上煤時間段較為固定，故由上煤時間反推出火車的翻卸時間，進而推出火車對位、放氣及觀測煤質的時間，最終確定適宜火車進站的時間段，最終達到合理接卸、合理上煤的目的。

倒序推理法如圖1所示。

圖1 倒序推理法

以某電廠為例，已知1d的上煤時間段，以1個煤場為單位，火車按每列50～55 節(jié)車皮計算，翻卸1列所用的時間大概在5h～6 h，選定5.5h為翻卸時間，通知翻卸時間段設為1 h，可推測出通知翻卸的時間；因放氣的同時可進行采樣，所以將此環(huán)節(jié)時間確定為1 h。一般15 min可完成火車對位，考慮到偶爾因人員操作等因素會出現(xiàn)超過15 min的情況，實際的火車對位時間在15 min～30 min；將通知進車時間設為1 h。火車煤管理流程各環(huán)節(jié)時間段見表3。

表3 火車煤管理流程時間各環(huán)節(jié)時間段

Table 3 Train coal management process of each periodh:min

上煤時間段通知翻卸時間段放氣、采樣時間段對位時間段通知進車時間段09:00—11:3003:30—04:3002:30—03:3002:00—02:3001:00—02:0013:00—15:3007:30—08:3006:30—07:3006:00—06:3005:00—06:0017:00—20:0011:30—12:3010:30—11:3010:00—10:3009:00—10:0022:00—00:0016:30—17:3015:30—16:3015:00—15:3014:00—15:0001:30—03:3020:00—21:0019:00—20:0018:30—19:0017:30—18:3005:00—07:0023:30—00:3022:30—23:3022:00—22:3021:00—22:0009:00—11:3003:30—04:3002:30—03:3002:00—02:3001:00—02:00

銜接各個環(huán)節(jié)時間段以形成幾條完整的火車進車、上煤流程時間線，如圖2所示。

分析每列火車到廠的時間線可知，1d之內只能進入4列～5列火車，進車時間段中第6列車的進車時間與列車1的時間出現(xiàn)重合，因此不會出現(xiàn)第6個進車時間段。各列火車在24 h之內的流程如圖3所示。

考察理論推測的流程時間線在實際工作中的可操作度，可在采用新的進車時間段之后采集近1個月的煤場進車數(shù)據(jù)，并分析1個月內未出現(xiàn)翻卸上煤沖突及外卸情況?，F(xiàn)列出部分給予解釋說明,詳見表4。

圖2 火車進車、上煤流程時間線

圖3 火車煤管理24 h流程

當1列車在規(guī)定的進車時間內進站時，可立刻進行火車對位、看車、翻卸等環(huán)節(jié)；當1列車在規(guī)定的進車時間之外進站，則不會進行對位等后續(xù)環(huán)節(jié)，需等到該列車對位的時間段內再進行對位，因而不會影響隨后各個環(huán)節(jié)的運行，確保翻卸和上煤順利。

除此之外，各個部門在明確環(huán)節(jié)時間段后可相互協(xié)調，在各個環(huán)節(jié)預留的空隙時間段內對煤場的設備進行嚴格的自檢自查，確保設備的維護工作順利進行。

在試行新的流程時間線半年之內，采取通過外卸量、設備故障維修情況進行比對，見表5、表6。

由表5可知，2018年下半年的外卸情況與上半年相比則明顯降低，即2018年上半年只有1個月無外卸，最高外卸率達5.59%，而下半年只有2個月出現(xiàn)少量外卸，最高外卸率僅為0.09%。

由表6可知，2018年下半年期間，設備發(fā)生故障后的維修次數(shù)保持在50次/月～60 次/月，與之前1年的數(shù)據(jù)相比存在明顯的降低，說明給予設備自檢維修時間后，設備的故障維修次數(shù)降低。其實際效果最直接反映在成本方面，如2018年上半年外卸成本約69萬，下半年外卸成本約0.82萬，通過2018年上半年與下半年的經(jīng)濟核算對比可知，試用新的流程時間線對于降低外卸成本具有顯著的成效。

表4 火車煤進車情況統(tǒng)計表

Table 4 Statistics of the situation after the train arrives at the station

序號日期入廠時間情況節(jié)數(shù)股道對位時間通知翻卸時間車12018-10-0100h50min正常對位50402h11min03h35min車22018-10-0113h10min休息48415h10min16h40min車32018-10-0116h30min休息53418h45min20h22min車12018-10-0201h10min正常對位50402h00min03h31min車22018-10-0205h35min正常對位48406h20min07h45min車32018-10-0212h10min休息49415h15min16h23min車42018-10-0219h31min休息52422h12min23h20min車12018-10-0300h50min正常對位53402h09min03h33min車22018-10-0312h13min休息46215h10min16h42min

表5 2018年外卸量對比

Table 5 Comparison of external coal discharge in 2018

月份123456789101112外卸量/t123.0816325.536441.47193.4105606.980132.3600134.550比例/%0.065.292.480.0905.5900.09000.060

表6 設備維修情況對比(故障后)

Table 6 Comparison of equipment maintenance situations(after equipment failure)

年月次數(shù)/次年月次數(shù)/次2017-07672018-04702017-08782018-05832017-09552018-06702017-10732018-07652017-111062018-08502017-12992018-09422018-011242018-10582018-02812018-11662018-03552018-1262

4 結 語

明確流程時間節(jié)點，使煤場管理的各個部門對各自的工作任務已有較清晰的時間規(guī)劃，提前預判并在協(xié)調配合上也更加流暢，提高了不同部門間的溝通效率。在試行期間，翻卸上煤順利，整個流程更加清晰，實際可操作度提高，一定程度上降低了協(xié)調難度。實際工作中火車在對位及翻卸、上煤等環(huán)節(jié)的順暢性明顯好于之前。檢修人員利用各個環(huán)節(jié)的時間間隙進行設備檢查和維護，維修檢查頻率明顯提高，設備故障率由之前的80次/月降至50次/月～60次/月，降幅顯著，為煤場工作的安全運轉和工作人員的人身安全提供了進一步保障。翻卸沖突與上煤沖突的問題基本得到解決，外卸率由最高5.59%降低至最高0.09%。為企業(yè)節(jié)約成本效果顯著，說明流程上的細化對煤場管理及企業(yè)管理上的提質增效初見成效，為煤場管理的其他工作提供了借鑒經(jīng)驗。同時，也為各個火電廠在煤場管理方面提供了新的思路，彌補了煤場智能化管理的不足，通過結合智能化系統(tǒng)可根據(jù)不同情況進行流程時間調整，可讓煤場管理更加有序。