实施标杆管理 坚持不懈追求
上海外高桥第三发电有限责任公司
企业概况
成立于2005年的上海外高桥第三发电有限责任公司(以下简称“外三”),是申能股份旗下的控股企业,建设有两台代表我国当前火电最高水平的100万千瓦超超临界国产燃煤发电机组,是我国首批4个国产百万千瓦火力发电项目之一,对国内火电建设和管理具有示范性和引领性。它也是目前国内单机容量最大、运行参数最高的燃煤发电机组,两台机组同步建设脱硫装置,其中一台机组还建有脱硝系统,为国内首台配有脱硝系统的百万千瓦机组,其环保技术世界领先。它是缓解上海市“十一五”期间电力供需矛盾的关键工程,也是实现上海市“十一五”期间节能减排目标的重点工程,是上海电网乃至华东电网的主力机组,承担着上海的能源安全、民生保障和经济社会发展的重要责任。
“外三”作为上海市五大能源基地骨干企业,2011年发电125亿千瓦时、产值45.8亿元、利润2.9亿元,资产总额达81.3亿元,是目前国内单机容量最大、运行参数最高的燃煤发电公司。“外三”自主研究并实施了12项世界首创技术和6项国内首创项目,获得11项专利授权,2011年两台机组实际运行供电煤耗276.02克/千瓦时,仅相当于我国火电厂平均煤耗的82%,连续第四年大幅刷新自己保持的世界能耗最低纪录,成为世界上率先冲破280克/千瓦时最低煤耗整数关口的电厂,一举改写了中国电力工业在诸多指标上长期对欧、美、日等发达国家亦步亦趋的历史,在世界火电领域树起了一道中国标杆。
“外三”从建厂一开始,就本着对历史负责的精神,在科学发展观的指引下,始终发扬“和谐、敬业、进取、创新”的企业精神,积极构建学习型和创新型企业。
通过开展观念创新,公司形成了以“始终坚持敢为人先、敢担重任的使命意识”、“始终坚持融会贯通、兼收并蓄的工作作风”为核心的企业文化;努力实施技术创新,研制、开发出了“零能耗脱硫”等一批具有国际先进、国内领先水平的发电技术;通过开展管理创新,公司综合使用“三零五化”精细化管理、卓越绩效管理模式等理念和方法,以及信息化的管理手段不断提升企业的管理水平;积极开展知识创新,形成了独具特色的知识管理系统,以“成为技术领先、管理科学、文化先进的世界火电企业标杆”为愿景,坚持不懈追求卓越,在技术进步的同时,推进管理创新。
卓越绩效模式是先进管理理念方法之大成,是世界级管理的标杆,是促进企业追求卓越的系统方法。卓越绩效模式的关键是领导和战略,同时关注顾客等相关方利益,注重于测量、分析与改进。“外三”从2005年起就开始学习、实践卓越绩效模式,并先后获得上海市质量管理奖、上海市市长质量奖和全国质量奖。
“外三”还先后荣获上海市科技技术一等奖、国家科技进步奖二等奖、国家高新技术企业称号、上海市劳动模范集体、“全国工人先锋号”称号、全国五一劳动奖章、国家优质工程金质奖、国优30周年经典工程、全国实施卓越绩效管理先进企业、全球卓越绩效奖、上海市创新型企业、“十一五”全国节能先进集体、亚洲年度最佳环保电厂金奖等荣誉。
通过坚持不懈走技术创新之路,“外三”保持了在发电运行技术和绿色火电领域的国际领先地位,是全国火电厂唯一的高新技术企业;美国《华尔街日报》2010年3月在报道“外三”时称“世界最高效的燃煤发电厂在上海”。
一、确立火力发电厂的关键绩效指标
1.供电煤耗屡创新低,机组效率逐步提升
在我国,火力发电行业是一个受国家能源、环保以及宏观经济调控政策影响较为突出的行业。目前,煤炭等传统能源占我国能源比重在75%以上,这一状况在今后很长时间内不会有根本性改变。政府一方面鼓励促进可再生能源形成新的可替代能源,但同时更强调煤炭等传统能源的清洁、高效和综合利用,并将其摆在更加突出的位置。因此,供电煤耗就成了反映煤电企业管理和经营结果的最重要的综合指标,这一指标是指每发一度电所消耗的标准煤量。
由于国家宏观调控和经济周期的影响,近年来电力市场需求虽已进入了盘整期,但是从长期来讲,中国尚处在工业化进程之中,经济要发展,电力须先行。就现实情况来看,中国可开采一次能源的蕴藏总量中,煤炭占了将近90%,即使从全球角度观察,煤炭在一次能源的蕴藏量中所占份额也最大。基于煤炭有着易开采、易运输及储存,安全性好及应用广泛的特点,仍是目前以至今后相当一段时期内世界上最主要的一次能源。
在我国,火力发电高端市场受制于煤炭和上网电价限制,在超(超)临界大型机组等技术领域呈现寡头垄断态势,行业集中度高达50%以上,亚临界、超临界、超超临界机组形成三分天下格局。未来几年,国内火力发电高端市场竞争格局不会改变。对于中国而言,目前各个层面正大力推进绿色可再生能源的开发利用,但在今后数十年,虽然火电的比重会有所下降,但煤电在中国的电力总装机容量中的主体地位却无法改变。最为现实和有效的低碳绿色电力的发展战略,并不在是否要发展煤电的问题,而是如何将先进的低碳和绿色环保理念与中国的资源现实相结合,走出有中国特色的低碳和绿色电力发展之路。因此,最大限度地提高中国火电机组的节能和环保水平,降低供电煤耗,应是中国低碳和绿色电力发展战略的重中之重。
建国以来,我国电力工业经历了多次技术引进。20世纪50年代开始引进前苏联的设备和技术,80年代引进美国的亚临界设备和技术,新世纪开始引进德国和日本的超临界和超超临界的设备和技术。由于欧美国家在上世纪六七十年代便完成了工业化进程,其电力需求,特别是火电需求自80年代起已基本饱和,因而在欧美等发达国家已不再有大规模的新建1 000 MW等级电站企业。
“外三”通过深入消化吸收引进技术,遍采世界各国众长,发挥跨专业和跨领域等自身优势,重视理论研究和集成创新,敢于并善于面对和解决世界性的技术难题,着力于优化发电运行系统和管理流程,使关键指标不断刷新,从而为社会创造了更大价值。
“外三”是目前全球火力发电领域公认的标杆企业,通过坚持不懈的追求,工程在2008年建成投产后就一鸣惊人,在负荷率74%的情况下,创造了供电煤耗287.44克/千瓦时的世界纪录。2009年,两台机组在年平均负荷率仅75%的情况下,全厂(2×1 000 MW)年累计运行供电煤耗282.16克/千瓦时(折合净效率43.53%,含脱硫和脱硝),大幅超越了此前世界运行效率最高的丹麦Nordjylland电厂3号411 MW两次再热超超临界机组2009年的运行净效率42.9%(发电负荷率89%)的水平。在世界火电领域竖起了新的标杆,震动了世界火电业。2010年,随着一批新的重大技术创新项目的先后投入运行,在年平均负荷率74%的情况下,全年供电煤耗进一步降至279.39克/千瓦时(折合净效率43.97%,含脱硫和脱硝),在世界上第一次叩开了年平均供电煤耗280克/千瓦时大关。2011年供电煤耗更是达到了276.02克/千瓦时——当时国外的最好水平为286.08克/千瓦时,而国内的平均水平是335克/千瓦时。
2.重视节能减排,连克世界难题
节能减排、低碳经济已是当今国际社会最关注的焦点,为应对全球变暖,中国政府承诺,到2020年,单位国内生产总值(GDP)二氧化碳排放(碳排放强度)比2005年下降40%至45%。应该看到,目前中国的单位GDP能耗还远高于发达国家,要完成2020年碳排放强度的减排目标,任务非常艰巨。国家“十二五”规划指出,“坚持把建设资源节约型、环境友好型社会作为加快转变经济发展方式的重要着力点”,“节约资源”和“保护环境”将作为国家可持续发展的基本国策,从而促使实现能源、经济、环境三者之间兼顾现实和长远利益的协调发展。
电力行业既是优质清洁能源的创造者,又是一次能源消耗和污染排放的重点行业。因此,电力行业已成为国家实施节能降耗和控制污染物排放的重要领域。清洁、高效地发展煤电仍是中国未来电力发展的一个重点;另一方面,国家通过实施上大压小、差别电价、节能调度、节能改造等多种措施,积极推进火力发电的节能减排工作,由此,优化发展火电、加强火电领域的节能改造工作也成为当前我国电力企业实现加快结构调整、推进转型升级的重要内容。同时,通过节能改造的过程,降低公司运行能耗和成本,也将实现公司利润的增加。
国家政策鼓励大力发展大容量、高参数和节能、环保产品。就电力行业来看,还需进一步加大节能减排的力度。因此,一方面,对于新增容量,应研发和应用更高效和环保的发电技术;另一方面,通过技术改进和创新,提高现有整个火电行业的能效水平,也是一条很好的低碳之路。
“外三”采用了低NOX技术、零能耗脱硫、全天候脱硝等控制措施(后两项为“外三”自主研发的世界首创技术),最大限度地减少生产过程中对环境造成的影响,机组烟尘、二氧化硫和氮氧化物的最大排放浓度远低于国家排放标准,与业内同类型机组相比,排放浓度呈数量级的下降。
“外三”还解决了一大批传统火力发电及环保技术的瓶颈问题,破解了诸如“蒸汽氧化与固体颗粒侵蚀”、“低负荷退出脱硝”等国际发电业几十年未曾突破的难题,使两台机组的节能减排和安全运行水平得到了质的飞跃,其机组的能效和环保水平在世界上遥遥领先,在国际上引起了极大的反响。
“外三”环保关键指标
(统计数据截止:2012年10月31日)
二、建立测量管理系统(MSA)
1.围绕关键指标,形成精确的测量系统
“外三”设立专门职能部门,明确各部门和人员在测量、分析与改进中的职责,充分利用现代化信息系统强大的信息处理能力,形成了完善、高效的绩效测量分析系统。
“外三”本着支持组织战略目标实现以及按照SMART(具体、可度量、可实现、现实性和时限性)原则,选择收集与组织关键成功因素和经营驱动因素有主要作用的指标进行测量和分析,其中包括技术创新指标、运行效率指标(包括供电煤耗)、节能减排指标(包括NOx减排量、SO2减排量、烟尘减排量)等20项关键性指标,从而形成公司关键绩效指标体系和日常生产经营指标体系,以此监测组织的绩效。
“外三”日常生产运作相关信息数据收集的主要途径有:
(1)生产系统采用德国西门子公司的SPPA- T3000系统,实现对机组主体设备的控制、监视和数据查询;
(2)办公系统通过建立企业局域网,把各种安全、技术、质量等相关生产数据信息以及公司文件、管理制度、经营动态、新闻事件等其他有关信息实行共享;
(3)SIS系统借助局域网实现对运行设备实时状态及参数的监测;
(4)SAP系统借助局域网对日常生产、合同管理、班组建设、项目管理、物资采购等生产经营信息进行跟踪收集;
(5)运行人员和设备维护人员定时对生产设备运行状况进行巡检收集;
(6)为了保证获得数据的客观性,对于顾客满意度和员工满意度这类软指标的测量,通常采用无记名问卷调查进行收集、测评。
通过对关键指标的测量分析,公司的管理体系不断得到改进完善。按照“PDCA”的运行方式和人、机、料、法、环资源配置确认方法,公司对改进项目落实资源、实施措施,并进行检查测量。对于技术改进,通常由生产部门以技术攻关承包的方式实施;对于有一定难度的技术改进,主要由研发部门牵头立项实施。管理改进属公司层面,一方面用以推进公司“三零五化”的精细化管理体系的完善,另一方面主要依据内审、外审、管理评审的结果,对公司管理系统进行全方位的改进。合理化建议、QC小组等群众性改进活动,则通过建立项目小组进行落实。各次改进均通过阶段性检验,测量其进度和有效性。
“三零五化”精细化管理是“外三”从2009年开始实施的特色管理形式,其内容即以“五化”为抓手,实现“三零”的期望结果。所谓“三零”,即指零事故、零缺陷、零浪费;所谓“五化”,是指科学化决策、流程化运作、精细化经营、集约化生产、信息化控制。“三零五化”精细化管理的内涵是精确定位、精益求精、细化目标、细化考核;其原则是注重细节、立足专业、科学量化。“三零五化”通过目标细化、制度完善、量化考核、组织实施四个步骤开展管理,并在实施过程中不断改进。例如,我们在发电过程管理中制定并严格执行《运行分析管理制度》,其中按班分析、按日分析、按月分析三个类别明确了相关岗位对机组运行优化分析的职能,通过运行控制技术层面的方式优化而提高机组经济性,降低供电煤耗。另外在设备管理过程中,我们严格执行《设备缺陷管理标准》、《技术监督管理制度》、《设备检修管理标准》等标准制度的具体要求,以机组设备的安全、稳定和高效运行作为设备管理工作的目标。通过定期召开分析例会、严密跟踪备忘缺陷、开展二次消缺等方法手段全面实践精细化管理,其具体做法可参见下图:
对于以上做法,试举一例。如为了加强燃料管理,精细化管理入厂煤和入炉煤,“外三”强化了“采样、接卸、储存、输送和计量”五大环节的过程管理,通过开展燃煤专项整治工作和防止异物落仓专项整改工作,提高了入炉煤的合格率,确保了锅炉运行安全。另外,还成立了计量专项工作管理小组,编制了《计量管理标准》,对计量设备进行实时监控,使计量设备处于可控状态;同时,又成立了分炉计量和亏吨亏卡的管理工作小组,对机组煤耗的计量做到可追溯,进一步提高了燃料现场科学管理水平,使年度场损率仅为0.34%;另外,还将研发燃料分仓计量新方法作为QC活动实施,通过QC活动攻关,使分仓计量的误差≤±0.01%,远远小于目标值±0.1%。
2.开展专家认证,确保数据真实可信
自2009年起,中国电力企业联合会委派的中电联认证中心专家组,每年对“外三”机组的供电煤耗与综合厂用电率两项关键技术经济指标进行现场认证。另外,每年“外三”还同法国国家电力公司、德国西门子公司和阿尔斯通公司召开技术交流会,分享各自的关键技术指标。同时,根据电力行业的传统,还每年对全国的大机组分级别进行对标竞赛,关键指标网上公示,公开透明。
中电联认证中心专家组对“外三”每年与机组供电煤耗、综合厂用电率相关联的主要技术创新、节能降耗科技项目的试验、测试、监测报告进行核查,并通过审核燃煤统计台账,确认燃煤库存、购进量、使用量平衡关系,确认燃煤运输损耗率、全年储存损耗、全年到厂煤与入炉煤热值差等关键信息的真实性与准确性。通过计算,对“外三”全年供电标准煤耗进行认证。通过对全年各项指标曲线所进行的分析,确认逻辑关系合理,特别是经过实施技术改造项目后,技术经济指标有较大提升。
认证审核专家组通过对相关文件、资料和运行数据的现场审核,对“外三”全厂实际运行供电标准煤耗和综合厂用电率两项技术经济指标数值予以认可。
三、找准改进空间
目前,国内投入运行的1 000 MW超超临界火电机组已有约50台(套),并还在不断增加。随着我国电力体制改革,“厂网分开、竞价上网”机制的实施,以及“市场煤、计划电”的发展瓶颈的制约,电厂正面临着越来越严峻的市场竞争。
“外三”承担了上海地区超过12%的社会用电,是华东电网的主力机组。考虑到电力行业在煤价、人力成本、上网电价等方面存在较大地域性差异,在发电量、营收、利润方面,“外三”的主要竞争对手是本地发电市场的漕泾电厂、“外高桥第二发电”、“外高桥第一发电”等。2011年,“外三”在发电量、主营收入和利润方面,位列上海地区发电企业前列。在技术方面,“外三”国内的主要竞争对手来自于采用同级技术、具有相近规模的五大发电集团企业,在国际上,“外三”选取丹麦NORDJY LLAND电厂、德国Niederaussem电厂、日本矶子电厂等作为技术对标对象。2011年,“外三”实现了煤耗276.02克/千瓦时,位居世界第一。通过坚持不懈走技术创新之路,在关键绩效指标上,“外三”保持了在发电运行技术和绿色火电领域的国际领先地位。目前,“外三”开始注意观察竞争对手和行业标杆与“外三”之间的差距的变化趋势,努力拉大这个差距。
“外三”、“外二”、“外一”、“漕泾”供电煤耗(克/千瓦时)的当前水平和发展趋势比较
全国火电机组平均供电煤耗(2005—2011)
主要绩效对标
(统计数据截止:2011年年底)
“外三”每年从五个方面对绩效测量系统进行评价改进,提高及时性、适宜性,保持绩效系统对变化的敏感性,以不断适应公司的战略发展规划。绩效测量系统评价内容包括绩效系统的设置、测量分析的方法、人力资源配置、软件硬件系统等,并根据实际情况对绩效指标及其测量方法进行动态设置调整,确定和调整各部门改进方向和改进计划,使绩效测量系统与公司战略规划相适应,及时、全面、快速、科学地调整和引导各层次运作。
同时,“外三”两台机组的可靠性很好,自2011年下半年以来没有发生任何导致停机或非计划降负荷等问题。从质量角度,电厂一般都有一定的年故障停机时间值,而“外三”自2011年下半年以来的非计划停机时间为0。
对于质量问题,包括节能和环保质量,“外三”的对比对象是自我。超越自我,做到没有最好,只有更好。
四、扩大领先优势
1.以履行社会责任为历史使命,走绿色发展之路,实施“中国创造”战略
“外三”秉承提供绿色电力、创造优质生活的企业理念,以科技创新为基点,致力于成为卓越企业。“外三”把握国际先进的企业社会责任管理体系《企业社会责任指南》(SEO- CSR1.0),建立了由最高管理层直接领导的社会责任建设领导小组与工作小组,推进社会责任建设,并定期发布企业社会责任报告。
火电厂常被人们认为是高污染高排放的代名词。然而在“外三”看来,火电企业一样可以走绿色发展道路,“外三”提出了“节能减排是火电企业最大的使命”、“创新是火电企业节能减排最好的途径”的理念,明确了“引领技术升级、创造绿色电力、点亮优质生活”的企业使命,以及“依靠科学管理、技术创新,实现节能减排,在世界电力领域不断推出‘中国创造’,把企业做强”的总体战略。
“外三”根据国家战略规划及上级单位申能股份战略规划的指导思想,形成了“5年战略、3年规划、1年计划”的战略决策系统,科学地指明了公司长、短期的发展方向与战略目标——围绕“节能减排、科技创新”的总体要求,创建世界火电企业标杆。
战略规划目标和指导思想的引领,推动了“外三”经营管理工作持续改进、不断创新,从而能为用户提供最优质的电能,为股东创造低耗、高效的经济回报,为全体员工、相关合作方的发展提供更多的机遇、创造更好的条件,为社会创造节能低排环境。
通过一系列的技术改造和技术创新,在能源消耗、污染排放等多个方面,“外三”已成为国际、国内的行业标杆。公司的多项污染物排放指标,如SO2、烟尘排放等,远远低于国际标准。为充分履行社会责任,推动生产及环境的可持续发展,公司还通过为同行提供系列化的节能优化解决方案、节能创新技术等,力争为我国环保和节能排放作出更多贡献。
2.以节能减排为关键目标,坚持科技创新,以技术引领企业的发展
“外三”认为在电厂的技术、设备、运行、控制等方面,都存在着很大的节能空间。公司通过优化、改进及局部创新管理,充分挖掘主要生产运营过程中的节能潜力,体会到这是一条投资省、风险低、见效快的有效途径。在此管理过程中,“外三”深入消化吸收引进技术,遍采世界各国众长,发挥跨专业和跨领域等自身优势,重视理论研究和集成创新,敢于并善于面对和解决世界性的技术难题,优化发电运行系统和管理流程,使节能减排水平不断提升,为社会创造更大价值。
“外三”在注重对国际先进技术引进消化吸收的同时,更注重创新和超越,通过测量、分析研究发现改进环节,把发电技术改进同环保降耗相结合,构筑技术创新和绿色发电基础,从而最终达到整体超越世界最先进水平的目标。
“外三”以节能创新为主线,5年内先后成功研发了“零能耗脱硫”技术、“节能型高效除尘”技术、“节能型全天候脱硝”技术等18项节能关键技术,其中12项为世界首创,其他6项国内首创。在创新工作中,技术人员刻苦钻研、反复思考的意识不断获得提高。
“外三”深深懂得,“没有理论就提不出创新概念,没有实践也做不出创新成果”的道理,在创新中注重理论和实践相结合。对于每一项理论研究成果,“外三”都有审慎的技术评估、详尽的项目策划和可操作的实施计划及措施,确保做一个,成一个。
“外三”始终围绕着“节能减排、科技创新”的总体要求开展科技创新工作。在项目策划阶段,反复斟酌,确保寻求到经济、安全、可靠的科技创新项目;在接下来的设计、施工、调试等各阶段,根据工艺优化的要求,更采用成熟、先进的技术和方法,确保创新、减排效果满足要求。
对于技术改进,通常由生产部门以技术攻关承包的方式实施;对于有一定难度的技术改进,主要由研发部门牵头立项实施。
煤电企业有许多技术瓶颈问题,长期制约着发电效率。“外三”针对这些问题,开展了一大批自主创新课题研究。比如,通过科学论证,大胆提出广义回热技术。这是对传统热能动力回热理论的一次突破。此技术不同于抽汽加热给水的传统回热技术,它进一步拓宽了回热抽汽的应用领域,没有传统暖风器增加机组煤耗的缺点,在提高空预器运行安全性的同时,亦提高了机组的运行效率。该技术的研发成功,降低机组运行煤耗2克/度以上,折合年节标煤2.2万吨。
科技创新流程
“外三”还针对世界性难题,开展集成创新。如,管道的蒸汽侧氧化及汽轮机叶片固体颗粒侵蚀是超(超)临界机组面临的特有问题,并已经困扰国际发电技术领域几十年。“外三”针对其产生的机理进行了全面和深入的研究,研发了一整套所谓“中医全身疗法”的蒸汽氧化和固体颗粒侵蚀综合治理的系列技术,涵盖了系统设计、设备选型、施工及调试以及控制和运行方式等一系列的改进和集成创新,彻底根治了这一困扰了世界超临界技术领域几十年的“癌”症。
在研发过程中,“外三”与上海电力学院、华东电力设计院等11家高校和研究设计院建立起了长期的“产学研”合作关系。“外三”从诚信互助的共同愿望出发,运用“支部共建、信息共享、风险共担、利益共赢”的方法,与各方建立了合作共赢的伙伴关系,形成了良性循环的供应链、生产链、科研链,为公司的技术水平提升提供了平台,取得了极大的成功。比如,回转式空预器是目前各国大型燃煤锅炉的通用配置,但其密封不良导致的漏风会增加大量的风机电耗,同时由于换热效率的下降,也会导致锅炉效率的降低。这是个世界性难题。我们经过深入研究和同科研院所合作,为其专门设计并加装了一种独创的全向柔性密封装置,有效地解决了这一问题,漏风率和厂用电大幅下降,并创下世界最好水平。同时,空预器换热效率的改善,也提高了锅炉效率,全年节能相当于4万吨原煤。
“外三”发电机组等主设备是由上海电气和德国SIEMENS和Alstom公司联合设计制造的,系统设计由国内设计院负责。其设计、制造遵循德国DIN标准、ASME标准、IEC标准、西门子KWU公司标准等,因此在系统的优化创新上有潜力可挖。如,在分析总结国外先进电厂设计和运行经验的基础上,“外三”在国内首次采用100%容量汽动给水泵,不设电动给水泵,使系统简化,降低投资约1亿元,提高运行效率,每年节煤约1万吨;同时自配凝汽器,使之可单独启动,大大降低了机组启动费用。由于操作简单,运行可靠性高,自第一台机组并网以来,从未发生一起因给水泵故障造成的机组停运。
在机组启动和运行方式及控制策略的优化和创新方面,“外三”的改造费用小且极大节约了能耗。比如,已采用的锅炉节能启动系列技术:不启动给水泵、静压状态下的锅炉上水及不点火的热态水冲洗技术、直流锅炉蒸汽加热启动和稳燃技术、取消炉水循环泵的低给水流量疏水启动技术、汽动给水泵组低速启动及全程调速运行技术等,这些技术大幅度减少了点火和助燃用油,用煤、用汽及用电等各项能耗也大幅降低,显著缩短了机组启动时间,也大大提高了机组的启动安全性。机组冷态启动,从点火至并网,仅需108分钟,较以前缩短了2/3以上。耗油<20吨,耗电<8万度,包括加热蒸汽在内的综合能耗<200吨标准煤,综合启动费用仅相当于传统方式的1/6。
“外三”还强化了专门节能设备的研发,使企业能耗水平呈数量级下降。如,为了大幅降低脱硫系统的能耗,使脱硫系统兼顾“减排”和“节能”,达到“节能”和“环保”的统一,“外三”大胆创新,研究出了“零能耗”脱硫的系列技术,生产出烟水换热器节能设备,从而解决了一系列诸如烟气低温腐蚀控制、金属传热管壁温自动控制等长期以来一直困扰火力发电技术领域在排烟余热回收领域的瓶颈问题,并掌握了其中的核心技术和自主知识产权,实现了“零能耗”脱硫的目标。根据性能试验结果,该系统能降低机组煤耗2.71克/千瓦时,折合年节标煤达3万吨以上,节约喷淋用水75.6万吨,节电845万度,折合人民币2 700多万元。这套设备投资不到两年便可收回,从而把原先视脱硫为负担的“要我脱硫”的被动环保观念彻底转变为“我要脱硫”。该项目被评为“上海市节能技改示范项目”,还荣获“2010年上海节能服务产业展览会节能减排技术和产品金奖”,该专利荣获第六届上海市发明创造专利奖。
作为我国目前最先进的绿色现代化火电厂,“外三”始终坚持科技创新,追求高效除尘,通过一系列的综合优化和科技创新技术,使机组烟气量和烟气流速大幅降低,极大地改善了烟尘在电场内的沉降和降低电除尘出口的二次携带。同时,也使得静电除尘器集尘面积相对增大,从而显著提高了电除尘的效率。2010年上半年,“外三”对两台锅炉的四电场除尘器进行了节能增效改造——即将原先的工频电源改造为高频电源,这是国内百万级机组首次采用该技术——改造后,高频电源运行稳定、可靠,除尘效率大幅提升,电除尘器出口烟尘浓度由改造前的35—50 mg/m3降低到10—23 mg/m3。根据在线监测系统统计,2011年,烟囱口的烟尘排放浓度的全年平均值为11.93 mg/m3,月均值最高为13.18 mg/m3,月均最低为8.09 mg/m3,远远优于将在2014年执行的重点区域特别排放限值。同时,电除尘器的高压电源总功耗由改造前的871 kW降低到266 kW,节能69.5%。该项目不但使机组的环保水平大幅提升,其投资也在两三年内便可回收。该项目已于2010年4月25日通过了由中国环境科学研究院的院士任陈海等5位专家和市经信委、市环保局等领导组成的评审组的评审。
“外三”公司两台机组中的第二台安装有脱硝(SCR)装置,这是国内百万千瓦级机组安装SCR的第一台。为能充分发挥SCR的减排作用,针对其低负荷退运这一难题及特征,“外三”通过深入研究,结合锅炉、汽轮机和热力系统低负荷运行的特点,从热力学研究入手,研发出了世界首创的“弹性回热技术”,此技术也是对热能动力理论研究的一次突破,它一揽子解决了机组低负荷运行时脱硝系统必须退出,从而造成环保水平下降,以及机组频繁参与电网调频,加剧疲劳损伤,降低运行可靠性等问题,同时还缓解了机组低负荷时煤耗显著上升、锅炉水动力变差等一系列问题。该技术的成功投运,使脱硝系统在2011年的投运率上升近100%,大幅降低了NOx的排放量,在节能的前提下(该技术的节能特征是:负荷越低,节能量相对越高),彻底攻克了低负荷必须退出脱硝装置这一世界性难题,为我国的节能和环保事业做出了重大贡献。经上海市环保局统计,“外三”一台机组的NOx减排量竟超过了上海同类两台机组;根据华东电力试验研究院提供的试验报告,按平均负荷75%测算,机组热耗可下降35 kJ/kWh,单台机组每年可节约标准煤8 250吨,投资可在两年内回收。
“外三”从一项技术减少2克、1克,甚至零点几克的煤耗,一点一滴地积累,从量变到质变,铸就了今天的成绩。这些节能技术涵盖了系统设计优化、设备改进、研发专门节能设备、机组启动和运行方式及控制策略的优化及创新等,由于部分技术不但节能效果显著,还因简化了系统,提高了安全性,极大地提升了火电机组的综合性能。这每一个创新技术的成功实施,都是“外三”效率提升、节能减排成效提高的坚实基础,也是“外三”始终保持领先地位的有力保障。
五、改进绩效显著
“外三”之所以能够投产后连续四年超越众多竞争对手,成为世界最高效的燃煤发电厂,关键是把握住了世界发电行业的发展趋势,超前规划发展路径,并领先于竞争对手展开行动,以技术创新手段确立综合竞争优势。其主要归因于下列因素:
1.拥有具有丰富技术与管理经验的公司领导层,能超前规划,直接主持和参与新技术的开发、研究与运用。
2.拥有独特的技术研发和集成创新能力,拥有多项国内领先、国际先进的专利技术、首创技术。
3.员工学历层次较高,知识结构丰富,拥有完善的培训体系,人员稳定性、忠诚度高。
4.得到国家政策扶持,低煤耗,高效脱硫、脱硝、除尘等享受国家补贴,使得综合发电成本相对较低,赢利空间增大。
在2011年煤价高涨,全国火电厂普遍亏损的形势下,“外三”作为新建电厂,在承担贷款利息达3亿元情况下,税后利润仍达2.9亿元,单位售电成本为0.324元/千瓦小时(上海行业平均水平为0.361元/千瓦小时),创上海地区最好业绩。由于公司持续不断的技术研发活动,机组脱硫脱硝减排获得的政府节能奖励从2009年的733万元上升为2011年的1 710万元,获得政府补贴的幅度上升了233%。虽然利润总额、销售毛利率受燃煤价格高企的影响逐年成下降趋势,但“外三”的财务绩效一直处于行业领先水平,特别是在销售毛利率、单位发电成本及单位售电边际贡献中成效明显。
“外三”的成功离不开持续改进和持续创新,离不开不断追求卓越绩效。公司特别关注对员工创新意识的培养,为调动职工参与创新工作的积极性和创造性,始终坚持以电力发展的形势和企业发展目标来教育和激励职工,引导职工认识到在具体工作中自己肩负的历史使命和社会责任,努力将思想和认识统一到“引领技术升级、创造绿色电力、点亮优质生活”这一企业使命上,以此不断增强公司节能减排工作的内在动力。
公司以18项创新项目为平台,向技术人员压任务,让他们在实际的创新工作中刻苦钻研、反复探究、获得提高。在公司良好的创新环境中,一批员工从普通技术人员成长为技术骨干,围绕科技创新重点课题和质量攻关专题,相互比赛,相互促进,取得了可喜成果。
公司成立了技术研发中心,为技术人员的创新实践提供平台;公司落实了科技创新奖励预算,建立了企业创新激励机制。
公司先后取得了世界首创技术12项,国内首创技术6项,获得11项专利授权,解决了一大批传统火力发电及环保技术的瓶颈问题,破解了多项国际发电业几十年未曾突破的难题。
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