單元機組啟動時間預(yù)估和控制的PERT法應(yīng)用

丁國琪，顧 曦

（華能南通電廠，江蘇 南通 226003）

1 PERT法概述

計劃評審技術(shù)PERT（Program Evaluation and Review Technique）是網(wǎng)絡(luò)計劃技術(shù)的一種方法，它是以網(wǎng)絡(luò)圖為基礎(chǔ)的工作項目模型，能夠直觀地反映工作過程中的相互關(guān)系，以達(dá)到便于人員合理分配，調(diào)控有限的資源的目的。廣泛應(yīng)用于生產(chǎn)活動的各個領(lǐng)域。

電力運行生產(chǎn)過程中，工作項目復(fù)雜，設(shè)及專業(yè)領(lǐng)域廣泛，生產(chǎn)中需要協(xié)調(diào)的項目眾多，不確定因素繁雜，如果沒有良好的統(tǒng)籌安排，會造成運行生產(chǎn)在人力、物力、財力、時間上的浪費，影響到企業(yè)和社會效益。因此有必要采用一種科學(xué)的方法對生產(chǎn)過程中的工作項目進(jìn)行分解，理清項目之間的關(guān)系，逐一進(jìn)行優(yōu)化，并根據(jù)科學(xué)原理對生產(chǎn)情況的發(fā)展做出預(yù)測，使得生產(chǎn)過程自始自終在人們的監(jiān)督和控制之中。PERT法就不失為一種優(yōu)良的管理方法，如果合理應(yīng)用，將在電力運行生產(chǎn)中達(dá)到縮減生產(chǎn)成本、增加效益的良好效果。

2 PERT法對單元機組啟動的時間預(yù)估

單元機組冷態(tài)整組啟動具有過程復(fù)雜，工序眾多，每道工序的時間范圍可知，但存在眾多不確定因素，導(dǎo)致啟動時間不可確定，這些生產(chǎn)特點決定了適合用PERTR法來合理的預(yù)估和控制啟動時間。

采用PERT方法對機組啟動的整體時間預(yù)估需要先對各道工序歷時進(jìn)行估計和評判，可以采用傳統(tǒng)的三點法進(jìn)行估計，即將每道獨立工序的時間用悲觀時間tp，最可能時間tm和樂觀時間to來進(jìn)行量化處理，其中悲觀時間tp（Pessimistic time）是指最壞情況下工序完成的時間；樂觀時間to（Optimistic time）是指最好情況下工序完成的時間；最可能時間tm（Most Likely time）是指工序通常完成的時間。假設(shè)完成啟動工作需要s道工序，通常的做法是：根據(jù)實際操作經(jīng)驗對各道工序的三點時間進(jìn)行估算，然后根據(jù)工序平均用時公式（1）和時間方差公式（2）將每道工序的平均歷時以及方差求出，再將整個啟動過程中的s道工序的平均用時與方差求和，最終由整組啟動的方差求出標(biāo)準(zhǔn)差，根據(jù)期望時間和標(biāo)準(zhǔn)差來對整個機組啟動時間進(jìn)行預(yù)估和對該時間可能發(fā)生的概率進(jìn)行評判，并以此作為機組啟動需要用時的指導(dǎo)。對于三點時間的取值，通常由實際工作經(jīng)驗來確定，由于工作時間的確定有人為預(yù)期的影響，因此時間取值具有一定的彈性，但整個工作的完成用時的趨向作用在實際工作中是具有參考價值的，而且對于如何調(diào)整安排工序，來達(dá)到有效削減整體耗時的目的提供了理論依據(jù)。

時間均值

方差

標(biāo)準(zhǔn)差

3 單元機組傳統(tǒng)冷態(tài)啟動用時的分析

單元機組冷態(tài)整組啟動的主要步驟的先后順序以及之間的時間關(guān)系可以構(gòu)成一張網(wǎng)絡(luò)，其中考慮了不確定性因素對工作產(chǎn)生的影響，每一項工序的完成時間都由三點時間進(jìn)行表示，各道工序中主要時間矛盾決定了機組啟動工作的整體時間，即關(guān)鍵工序時間，通過網(wǎng)絡(luò)分析來確定節(jié)省工作時間的工序安排，和對機組整體啟動時間的估計。單元機組的啟動網(wǎng)絡(luò)圖如圖1表示，其中標(biāo)出了根據(jù)經(jīng)驗總結(jié)的每道工序的悲觀、樂觀及可能時間。

圖1 單元機組傳統(tǒng)冷態(tài)啟動的網(wǎng)絡(luò)圖

現(xiàn)以該網(wǎng)絡(luò)為例進(jìn)行相關(guān)計算，對啟動時間進(jìn)行預(yù)估。

3.1 找出關(guān)鍵路徑

在該網(wǎng)絡(luò)圖中根據(jù)提供的經(jīng)驗時間可以求得各道工序完成的平均時間如表1所列①王國忠,單子心.華能南通電廠一、二號機組汽機運行規(guī)程[Z].2014.，在圖中可以清楚發(fā)現(xiàn)一條決定整個操作時間的最長路線為如圖一中粗線所標(biāo)。整個啟動時間就是由這條關(guān)鍵路線上的工序決定的，因此在啟動中要按照突出這條路線作為重點，在人力、資源上優(yōu)先利用才能縮短機組的整個啟動時間。

3.2 對關(guān)鍵路徑的時間進(jìn)行計算整合

根據(jù)關(guān)鍵路線中已知的經(jīng)驗時間，按照PERT的基本原則和方法可以求得機組啟動至并網(wǎng)的平均時間值以及時間值的方差和標(biāo)準(zhǔn)差見表2[2]。

根據(jù)公式（1）、（2）、（3）計算結(jié)果如下：

機組冷態(tài)啟動的期望時間

方差

表1 各道工序完成平均時間表

表2 關(guān)鍵路徑上的工序時間估算

3.3 時間概率密度分布的數(shù)學(xué)含義

根據(jù)PERT法求得的啟動時間滿足正態(tài)分布，它表示了啟動完成時間的可能性的分布情況，對于這種數(shù)學(xué)結(jié)果，根據(jù)統(tǒng)計學(xué)的3σ原則[3]做如下解釋，機組啟動至并網(wǎng)時間的期望時間為12.48小時啟動時間在12.1h到12.8h內(nèi)完成的可能性為68.26%；啟動時間在11.8h到13.2h內(nèi)完成的可能性為95.45%；啟動時間在11.4h到13.4h完成的可能性為99.73%。

4 技改后單元機組冷態(tài)啟動用時的分析

利用PERT法對單元機組冷態(tài)啟動過程分析后可知，如果能夠采用安全可行的技術(shù)措施使得網(wǎng)絡(luò)圖中的相關(guān)工序的完成時間得到縮短，就可以達(dá)到節(jié)省啟動時間的目的。基于這個目的，HN電廠采用了多種縮短時間的相關(guān)技術(shù)措施，歸納起來主要有以下典型的三類：輔汽暖機技術(shù)、給泵盤車狀態(tài)下的暖泵操作、發(fā)電機盤車狀態(tài)下的充氫操作，采用技術(shù)改進(jìn)措施后機組冷態(tài)啟動的網(wǎng)絡(luò)路徑改變?yōu)槿缦虑闆r（圖2）。

由圖2可以得出，關(guān)鍵路徑改變后同樣的單元機組冷態(tài)整組啟動，發(fā)電機并網(wǎng)的時間由圖3中粗線所示，啟動時間的整合計算見表3。

表3 啟動時間整合計算

根據(jù)公式（1）、（2）、（3）計算結(jié)果如下：

期望時間

圖2 技改后機組冷態(tài)啟動網(wǎng)絡(luò)路徑圖

方差

標(biāo)準(zhǔn)差為

5 單元機組技改前后冷態(tài)啟動用時對比

5.1 技術(shù)改進(jìn)對整組時間的影響程度

（1）輔汽暖機技術(shù)。即在鍋爐還未點火升壓時，使用鄰機輔汽，對待啟動機組進(jìn)行預(yù)暖，使其在鍋爐蒸汽參數(shù)達(dá)到暖機操作前汽輪機機組已經(jīng)完成了暖機操作。采用了輔汽暖機技術(shù)的意義就在于將耗時巨大的鍋爐進(jìn)水過程及鍋爐點火升壓過程從關(guān)鍵路徑上去除了，使得這部分耗時不再成為制約啟動用時的必要條件，從而喪失對整個啟動時間的制約作用，這樣經(jīng)過改進(jìn)的工作程序有效地減少了機組啟動的時間資源的消耗，使得總的路徑時間得到有效地控制。從改進(jìn)前后的時間算例中可以看到，在其他外部條件均沒有改動的前提下，機組從進(jìn)水到并網(wǎng)的平均時間由原先的12.48小時縮短至11.2小時，整個操作耗時減少10%。

（2）給泵盤車狀態(tài)下的暖泵操作。根據(jù)汽動給泵的技術(shù)要求，傳統(tǒng)的給泵組啟動前必須進(jìn)行暖泵和盤車操作，傳統(tǒng)操作是先進(jìn)行暖泵，待溫差合格后進(jìn)行盤車操作，兩道工序為先后順序關(guān)系；改進(jìn)后二者同時進(jìn)行，為并列關(guān)系，就改進(jìn)該工序本身而言，操作過程得到簡化，工序耗時得到縮短，從表1中提供的數(shù)據(jù)可以算得，給泵組的投運平均耗時由原先的410min（6.8小時）縮短至改進(jìn)后的210 min（3.5小時）降幅達(dá)到了48%，但是從網(wǎng)絡(luò)圖上可以看到，由于該道工序不處在整組啟動的關(guān)鍵路徑上，因此對于縮短整組啟動時間而言沒有意義，僅僅在單個工序操作用時上起到簡化的作用。

（3）發(fā)電機盤車狀態(tài)下的充氫操作。與盤車暖泵操作類似，發(fā)電機盤車狀態(tài)下的充氫操作的工序耗時由傳統(tǒng)的串聯(lián)結(jié)構(gòu)變成了并列結(jié)構(gòu)，就工序本身而言有節(jié)約時間的作用，但在整個機組啟動過程中，這種時間資源的節(jié)省對汽輪發(fā)電機組整組啟動不具備積極意義。

5.2 技術(shù)改進(jìn)對整組啟動時間控制的要點

從以上三種典型的生產(chǎn)操作技術(shù)的改進(jìn)結(jié)果來看，單從時間資源的分配角度來分析評價工序完成過程中的技術(shù)革新，不是所有的技術(shù)革新對機組啟動過程的時間控制都有意義的，典型的分析結(jié)果說明，雖然一個局部的單一工序可能因新技術(shù)的應(yīng)用能夠得到大幅度的縮短時間，但只有這種工序出現(xiàn)在整個工作的關(guān)鍵路徑上這種時間資源的節(jié)省才會體現(xiàn)出巨大的效益，對整體工作進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)計劃分析的要點就在于找出關(guān)鍵路徑，并對那些處在關(guān)鍵路徑上的工序進(jìn)行時間優(yōu)化和技術(shù)革新，只有在關(guān)鍵路徑上節(jié)約了時間資源，才能在整個工作中收到事半功倍的效果。

6 結(jié)論

采用PERTR法對單元機組啟動過程的時間進(jìn)行統(tǒng)一規(guī)劃后，可以方便地找出縮短關(guān)鍵路徑的因素，從而在工序安排和技術(shù)措施上加以改進(jìn)革新，有效提高有限的時間資源的利用效率，能夠為單元機組的運行管理者提供科學(xué)的管理依據(jù)，有效促進(jìn)電廠運行適應(yīng)電網(wǎng)需求，為構(gòu)建安全高效穩(wěn)定的電力供應(yīng)體系提供有效的幫助。

[1] 錢頌迪.運籌學(xué)[M].北京:清華大學(xué)出版社,2004.

[2] 錢伯海,黃良文.統(tǒng)計學(xué)[M].成都：四川人民出版社,1995.