本文主要利用MINITAB高級統計分析工具，偵測發電廠指標控制水平，并從過程管理出發，優化運行人員操作水平，從而提高指標管理水平，達到節能降耗的目的。

關鍵詞：過程管理 節能降耗 MINITAB

隨著煤炭能源的日趨緊張，電價的下調，經營形勢的艱難，所有發電廠都在努力挖掘內潛，從運行優化上節能降耗，從管理上節能降耗。

那么隨著大數據時代的到來，以及數據統計分析工具的逐漸普及應用，有沒有更好的方法指導運行操作呢？本文就華潤首陽山采用大量歷史數據及高級統計分析工具MINITAB對600MW超臨界機組各個系統進行分析和優化，為相關企業節能減排提供參考。

一、發電廠大數據

大數據(bigdata，megadata)，或稱巨量資料，指的是需要新處理模式才能具有更強的決策力、洞察力和流程優化能力的海量、高增長率和多樣化的信息資產。

在維克托˙邁爾-舍恩伯格及肯尼斯˙庫克耶編寫的《大數據時代》中大數據指不用隨機分析法(抽樣調查)這樣的捷徑，而采用所有數據進行分析處理。大數據的4V特點:Volume(大量)、Velocity(高速)、Variety(多樣)、Value(價值)。

發電廠運行參數涉及溫度、流量、壓力、水位……，就華潤首陽山2×630MW機組，就有不少于3萬的測點，涉及重要性能的參數不少于1000個，且所有參數均是連續型數據，假設：1000個數據，每分鐘取1個樣，1小時數據為60000個，1天數據為1440000個，如此大的數據，且隨著負荷、煤種、環境溫度等等的不同，數據隨時都在變化，那么將數據進行統計分析，將必然會發現其中的規律，從而指導運行操作，實現節能降耗。

二、發電廠指標及指標管理

供電煤耗是火電廠運行經濟性能的總指標，是發電廠各方面工作水平的反映。其指標體系可分為五級：

一級指標：供電煤耗率，或者稱火電發電廠供電效率、凈效率；

二級指標：供電量、發電煤耗率、燃料管理；

三級指標：發電量、廠用電量、鍋爐效率、汽機效率、管道效率、燃料質量、燃料數量；

四級指標：影響三級指標的直接指標，如：影響發電量及機組負荷率的指標；輔機單耗、輔機用電率指標；鍋爐、汽機、管道及系統經濟性指標；燃料質量、數量的經濟性指標；

五級指標：鍋爐、汽輪機設備及系統的技術經濟性指標中的綜合指標。

發電廠值際指標競賽就是針對上述各級指標而進行的。跟大多數發電廠一樣，華潤首陽山也一直實行值際競賽管理，從2007年開始，經過幾年的探索和試驗，基本形成了固定模式，值際小指標競賽從本質上為“目標管理”，即：公司下達總目標，分解為分目標，運行人員通過各種控制手段，在安全、環保的基礎上，保證小指標合格。

目標管理是上世紀60年代的管理科學，隨著管理科學的發展，現代組織管理提出來最基本的概念之一：過程管理，在ISO9000:2000中，將過程定義為:“一組將輸入轉化為輸出的相互關聯或相互作用的活動?！?br />
那么現有運行控制水平如何，又如何將大量實際數據（輸入）轉化為有價值的輸出呢？

三、發電廠指標控制水平的偵測

為了更清楚的把握各四級、五級指標對一級、二級指標的影響程度，把握運行人員對指標的控制水平，更精確的指導值際指標競賽，我們利用高級統計分析工具MINITAB進行數據分析。

采集數據：利用生產實時系統SIS，可采集該電廠任意時間所有參數數據。我們對運行人員可控的指標進行流程能力分析，掌握現有控制水平：

如：過熱器減溫水：我們應用MINITAB工具中流程能力測試對采集的數據進行分析，其中最重要的是選擇指標的控制上下限，我們采用設計值。如下圖：


由圖可以看出，我們現在的過熱器減溫水控制基本在設計范圍內，Cpk為1.96>1.5，（Cpk小于1表示不良流程，等于1表示臨界點，大于1.5表示很好，2表示優異）控制水平很好，平均值為66.89t/h，對機組經濟性影響較小。

同樣可以將其他指標進行偵測，發現控制水平不好的，可以進行重點管理。

四、發電廠指標控制的優化

我們應用MINITAB工具的回歸工具對采集的數據進行分析。這里我們選擇幾個參數進行詳細介紹。

1、針對真空及循環水泵運行方式的優化。

首先我們采集了4000余組實際數據。包括：機組負荷、循環水溫度、真空，如下圖。

然后利用回歸工具對數據進行分析：

回歸分析:真空與1負荷，循環水進水溫度

回歸方程為

真空=-102+0.006341負荷+0.203循環水進水溫度

自變量系數系數標準誤TP

常量-101.9700.008-12525.320.000

1負荷0.006344220.00001039610.420.000

循環水進水溫度0.2031000.000406500.520.000

S=0.0656700R-Sq=99.2%R-Sq（調整）=99.2%

其中R-Sq是回歸方程擬合程度的判斷依據，通常R-Sq>70%，表示回歸方程可接受。

回歸方程完成后，我們可以根據當前電價、煤價等，算出當前最佳經濟真空，從而優化循環水泵運行方式。

下圖為華潤首陽山近期優化前后的運行圖比較：


2、同理：針對排煙溫度的監控優化。利用回歸方程后，可計算出各個負荷與環境溫度對應下的排煙溫度，列成表格，進行監控，發現異常，及時分析。（注意的是，涉及環境溫度的參數要及時根據季節及時調整）


3、同理：針對凝結水壓力的監控優化。


在日常操作中，華潤首陽山除氧器上水調門基本處于全開位置，這樣的話，凝泵出口壓力完成由凝泵變頻轉速控制，即：凝泵變頻轉速（過程控制量）和出口壓力（控制參數）是一對一的關系，那么對出口壓力的目標控制，完成可以用變頻轉速這個過程量控制，從而實現過程控制。當所有人員按照此方式控制，或者做成DCS自動控制，就可以達到統一的操作，穩定的操作，從而實現節能。這也符合精益管理6σ變異理論的主要思想。

4、同理：針對氧量的控制優化。

采集各負荷下氧量、排煙溫度、排煙損失的回歸方程為：排煙損失=-0.279229+0.328594氧量平均+0.042278排煙溫度平均。方程中，R-Sq=91.97%，說明有92%的幾率認為回歸方程是可信的。

利用MINITAB工具做三者的等值線圖，如圖所示可知：600MW氧量在2.8左右時，排煙損失最小。


利用MINITAB依次做出300MW、350MW、400MW、450MW、500MW、550MW各負荷段排煙損失與氧量、排煙溫度的等值線圖，從中找出排煙損失最小的最佳氧量。根據各等值線圖，便得出氧量最佳控制范圍及控制上下限。


五、總結

管理節能是發電廠節能的主要方式之一，結合大數據以及先進的高級統計分析工具，以及從目標管理到過程管理的轉變，發電廠可以更多的從節能指標管理方面挖潛，從管理節能挖潛。