發電企業數字化全流程節能降碳管理實踐

[摘 要]“雙碳”目標下，如何實現綠色低碳高質量發展成為發電企業的一項重要課題。徐州/銅山華潤電力有限公司以國家戰略為引領，以行業發展為引導，以數字化平臺為載體，通過實施動態的能效管控，發揮績效考核的杠桿作用，創新開展數字化全流程節能降碳管理，實現了經濟效益、社會效益和生態效益的“同頻共振”，走出了一條具有火電企業特色的高效、清潔、靈活、低碳、智能的高質量發展之路。

[關鍵詞]火電企業；數字化平臺；節能降碳

作為全國特大型火力發電企業之一，徐州/銅山華潤電力有限公司（簡稱“徐州/銅山華潤”）總裝機容量328萬千瓦，現有員工543人，其中本科以上學歷員工占71.22%，中高級以上職稱占23%。

2020年，徐州華潤電力有限公司完成發電量35.87億千瓦時，供熱量158萬吉焦，實現銷售收入17.59億元，利潤總額2.53億元，同比增長43%；銅山華潤電力有限公司完成發電量104.9億千瓦時，供熱量64.6萬吉焦，實現銷售收入32億元，利潤總額4.96億元，同比增長44%。

徐州/銅山華潤先后榮獲國家電力節能減排先進企業、江蘇省節能先進集體、江蘇省電力行業能效水平對標標桿機組、華潤集團“六星級”標桿工廠等多項榮譽。

一、實施背景

（一）國家實現雙碳戰略目標的需要

2022年9月22日，在第75屆聯合國大會一般性辯論上，習近平主席向國際社會作出莊嚴承諾：“中國將提高國家自主貢獻力度，采取更加有力的政策和措施，二氧化碳排放力爭于2030年前達到峰值，努力爭取2060年前實現碳中和。”

相關數據顯示，我國的碳排放總量中80%與能源行業相關，40%與發電企業相關。“雙碳”目標下，能源企業特別是發電企業肩負著重要的歷史使命和責任。

（二）電力行業節能綠色發展的需要

“雙碳”目標升級為國家戰略，電力行業作為實現“雙碳”目標的重要領域，其低碳綠色發展對我國實現“雙碳”目標起著至關重要的作用。

面對經濟發展新常態下行業發展現狀和高度競爭的市場環境，電力整個行業必須通過節能降碳、減少排放，以增強市場競爭力，謀求生存與發展。

（三）公司增強核心競爭力的需要

“十四五”，火電企業必須認真踐行國家“雙碳”戰略進一步提升包括二氧化碳在內的常規大氣污染物的減排力度，大力推進節能減排，向高效、清潔、靈活、低碳和智能轉型發展。

轉型的主要路線是通過數字化平臺的應用，進一步做好降本增效、節能降耗、效率提升等方面的工作，進一步增強核心競爭力，努力實現火電業務運營效率最優、成本最優、競爭力最強。

華潤集團副總經理兼華潤電力控股有限公司董事局主席王傳棟在華潤電力“十四五”規劃研討會上提出了“一個目標、兩種能力、一個保障”的要求，即努力提升資源獲取能力和卓越運營能力，不斷強化組織保障，通過五年的努力，實現對標世界一流，再創華潤電力輝煌。徐州/銅山華潤積極響應這一要求，探索實施數字化全流程節能降碳管理，全面提高企業的節能管理水平，不斷增強企業核心競爭力。

二、主要做法

（一）明確戰略目標，確定路徑舉措

1.明確戰略目標

為進一步提升員工節能降碳意識，充分調動員工節能降碳工作的積極性、主動性與創造性，促進公司經濟指標提升及年度業績合同目標達成，徐州/銅山華潤于2020年確定并發布了大型發電企業運用數字化平臺的全流程節能降碳管理戰略目標。

目標具體內容為：徐州/銅山華潤節能降碳管理水平達到國內一流，污染物排放強度達到國家超低排放標準，節能技術創新取得明顯成效，組織管理水平進一步提高，運用數字化平臺的全流程節能降碳管理框架建成并進一步完善。

2.確定工作目標

通過運用數字化平臺的全流程節能降碳管理，完成擬定2020年公司量化經濟指標目標：全廠綜合廠用電率同比降低0.1個百分點，徐州公司供電煤耗較2019年下降0.6g/kWh，銅山公司供電煤耗較2019年下降0.2g/kWh。

3.制定路徑舉措

梳理火電廠生產運營管控的全流程體系，通過統一的大數據分析與監測和專家系統平臺建設，將包括燃料管理、運行管理、設備治理、績效管控等管理單元納入數字化平臺范疇，實現火電廠全流程數字化管控，以達到節能降碳的目標。

（二）成立組織機構，明確制度職責

組織機構的設立和制度標準的完善是構建節能降碳管理的基礎，是節能降碳管理落地生根的有力支撐。徐州/銅山華潤科學規劃，在原有組織機構的基礎上，構建了三級節能降碳管理組織框架及管理邏輯，以保障節能降碳管理的實施。（見圖1）

1.以組織機構為保障，構建節能降碳管理框架

（1）成立公司節能降碳管理領導小組

節能降碳管理領導小組由公司總經理擔任組長，分管生產副總經理擔任副組長，發電部部長、設備管理部部長、辦公室主任、節能崗擔任小組成員，是公司節能降碳管理的最高領導和決策機構。

（2）成立公司節能降碳管理辦公室

節能降碳管理辦公室由公司分管生產副總經理擔任主任，節能專職擔任副主任，發電部副部長、設備管理部副部長、辦公室副主任擔任小組成員，由節能崗協助主任組織、開展日常工作。

（3）成立各部門（專業）節能降碳工作組

各部門部長是部門節能降碳管理的第一負責人，分管節能工作的副部長主持節能降碳管理日常工作，各專業工程師為節能降碳管理工作組成員。節能降碳工作組從規章制度、考核獎勵、運行管理、具體措施、能源計量、生產工藝、設備采購、宣傳教育等方面著手，制定了一系列保證節能管理長效運行的機制，確保落實各部門節能降碳管理職責。

2.以制度標準為引導，規范節能降碳管理實施

編制《徐州/銅山華潤2020年提質增效“126”專項行動推進方案》，出臺《徐州/銅山華潤2020年一機一清單節能工作計劃》《徐州/銅山華潤提質增效“126”專項行動獎懲方案》等配套制度，按照計劃進度和配套制度要求，保證項目推進工作制度化、規范化、科學化。

同時，制定下發多項通知和要求，對節能降碳管理高起點定位、高標準要求、高質量推進、高效率實施，加快向智能化、精確化轉型升級。

（三）搭建數字化平臺，提升管理效能

徐州/銅山華潤匯集原有系統及控股ERP系統的數據，建設了一個統一的大數據分析與監測和專家系統平臺（見圖2）。平臺聚集公司的專家、技術優勢，采用人工智能、建模、深度學習等輔助手段對數據進行深度挖掘分析。

通過對火電廠燃料管理、運行管控、設備治理全流程的數字化升級，達到全面提升設備安全可靠性、深入對標分析改善、提升機組效能，創造節能降碳價值，同步提升運營管理與卓越化水平的目的。

圍繞基于數字化平臺的全流程節能降碳管理建設，針對指標實時動態監督、日指標監督、月指標監督、重點經濟指標監督（循泵、再熱器減溫水深化應用模塊）、特殊工況指標監督（啟停機、深度調峰）等，通過數字化平臺分別搭建了相應的監督模塊，完善了監督功能，并形成了“一機一清單”落實責任人和完成時間，有效督促節能降碳問題整改。（見圖3）

（四）精確采購摻燒，實現燃料管理數字化

燃料管理作為火電企業生產管理的源頭，實施數字化能夠有效促進節能降碳管理體系的實施。燃料全流程尋優系統在煤耗數據和經濟指標控制方面能夠實現“尋找最經濟的工況”，因為各煤種的摻燒率和采購率兩者之間會有偏差，所以產生了管理偏差，需要分別去尋優達到最優。尋優過程中，煤種結構數據的變化作為采購和摻燒的KPI指標。

通過系統尋找出來最優庫存匹配度，使庫存結構比例更加合理，最小庫存量可以放到最低。

1.燃料管理數字化建設

燃料全流程尋優系統將火電廠生產業務中的燃料采購、煤場管理、燃料加倉、運行摻燒四個環節作為四個獨立模塊進行尋優，分別設置KPI目標值，且上一環節的KPI指標作為下一環節的主要輸入參數，實現系統全價值最優，同時和安全性、經濟性、環保性、節能性等約束條件和因素充分結合。

2.燃料成本控制

系統通過入爐標單實時尋優及摻燒調整實時尋優，可以實現管理降耗的目的。

其中，摻燒成本實時顯示分析，并且自動尋優。集控運行人員可以根據入爐摻燒成本走勢及時進行給煤量調整。系統還設置了自動提醒成本最高、最低值功能。

系統根據煤耗和負荷進行實時尋優，顯示當前的發電負荷、售電煤耗和售電成本。對當前各煤種的摻燒比例和最優比例實時對比，提供當前機組摻燒排名。系統依據負荷段、煤耗和摻燒對當前機組摻燒狀況進行綜合尋優，根據尋優結果直接給出各煤倉對應給煤機的給煤量增減建議，指導集控運行燃燒調整。

3.庫存和標單匹配趨勢

系統提供庫存量和標單、環渤海煤價、煤炭期貨價格、預判煤炭價格趨勢曲線，為燃料采購人員制定采購策略和采購計劃提供判斷依據，提高決策準確性。

“市場指導摻配，摻配指導采購”的理念，作為價值流在系統中間得到了很好地體現。采購決策模塊融合華潤電力的核心管理思想，全面支持采購策略，通過庫存量和標單的趨勢匹配率等關鍵業務指標的充分展現，形成燃料管理的最佳經驗。

4.采購輔助決策功能

采購輔助決策模塊根據設定的邊界條件，可以在日、周和月度燃料采購計劃制定中自動生成采購建議，實現庫存尋優目的。

系統根據當前各煤種庫存量、期末庫存、計劃天數、負荷及對標單、燃煤參數的要求，依托相同負荷率摻燒歷史數據，計算出各煤種消耗量、最佳庫存比例下的采購需求量。

燃料采購人員根據煤炭市場情況提供采購量計劃，將系統自動計算采購需求量和商務采購計劃量之間的偏差量作為采購計劃修正的參考依據。（見圖4）

（五）精細運行調整，實現運行管控數字化

對于發電企業而言，實現運行管控數字化，是在信息化工廠的基礎上，利用物聯網的技術和設備監控技術加強信息管理和服務的重要目標與方向。通過運行管控數字化建設，能夠清楚掌握生產流程、提高生產過程的可控性、減少生產線上能效的浪費，即時、正確地采集生產線數據，并合理地進行生產計劃的編排與生產進度的把控。

1.耗差分析系統

對于火力發電廠而言，提高運行人員的操作水平與節能意識，是節能管理最重要的環節之一。合理的標桿數據庫以及績效考評制度，在不投入技改經費的前提下，能夠提高運行人員操作效率，最大限度地節能降耗，同時能夠提高企業的能效管理水準，保證火力發電廠機組的安全、穩定、高效運行。

系統還提供機組實時能耗、熱值差和廠內管理煤耗統計查詢功能，當指標出現偏差時能夠及時發現、分析、處理，解決了手工報表數據量大、維護工作量大的問題。

2.標桿數據庫建立

系統以實時機組性能計算和耗差分析為基礎，建立機組運行標桿數據庫，定義運行操作過程中間變量與可控因子，實時監控中間變量與可控因子同現工況下的標桿數據的差值、耗差值，指導操作人員進行優化調整，從而提高整體操作運行水平，達到降本增效的目的。

同時，系統可統計值際、監盤人員運行期間實時指標與標桿數據之間的耗差報表，以及重要指標超限情況，最終以折算分數匯總統計出不同崗位個人績效合同，實現監督與競賽。

3.指標管理與評價

以燃料全流程控制系統相匹配進行雙向尋優，通過資源整合、輔助決策實現生產成本最低目標。系統充分體現全流程管理的核心理念，厘清采購和生產之間以及輸煤和集控運行之間的職責劃分，尋找價值偏差并不斷尋優。

價值尋優準確，與運行操作尋優系統相互支持，可以提供燃料采購決策輔助、燃料運行配煤、集控運行燃燒調整、配煤方案制定等活動的輔助指導功能，實現綜合生產成本最優。

重要信息實時呈現，操作方便，系統信息量大，有效降低運行人員報表填寫與報送工作量。

系統通過整合生產流程各環節資源形成合力，統一方向，實現公司價值最大化。

（六）精準檢修維護，實現設備治理數字化

1.搭建能耗預警模塊，提升設備精準檢修水平

基于CSASS預警系統開展節能指標監督體系建設工作，共搭建了CSASS能耗預警模型32個，包括：高、中、低壓缸效率、凝汽器真空度、給泵再循環泄漏量、漿液循環泵耗電率、電除塵耗電率監測等。

系統對汽機、電氣、鍋爐、脫硫專業主要經濟指標的動態監測和預警，幫助專業與運行人員第一時間發現指標異常并糾偏，進一步拓寬了預警系統的應用范圍，實現了經濟指標由人為監督向智能化預警轉變。

2.深化數字化應用，實現重點經濟指標管控

（1）創建“冷端廣義微增收益”模型

系統通過CSASS能耗模塊構建了“冷端廣義微增收益”模型，建立了循泵啟停經濟性評價標準，拓寬了能耗模塊應用思路。該模型在江蘇大區推廣應用，目前與控股研究院共同申報國家發明專利。

（2）創建“再熱汽溫控制優勢點”模型

通過創新應用“再熱汽溫控制優勢點”模型，在一定的配煤、負荷、磨組合等方式下，采用不同的燃燒調整方式，觀察再熱減溫水量及汽溫的變化對汽機造成的綜合影響，尋找并總結曲線下積分面積最小的運行方式，將再熱減溫水和再熱汽溫對機組能耗的影響控制在盡可能低的水平。

3.以數字化平臺對標偏差為導向，下發設備治理一機一清單

根據機組特點和運行工況的變化，基于數字化對標數據偏差，滾動制定節能工作“一機一清單”。同時，以解決問題為導向，落實責任人和完成時間，每月節能分析會跟蹤調度完成情況，并根據機組運行情況滾動更新清單任務。

（七）落實績效考評，促進全員提升

1.建立績效考核制度

（1）明晰各層級崗位責任。節能管理依托精益管理進行各級目標的制定以及職責的明確，總的依據是公司的商業計劃，各級人員根據計劃分解建立各部門績效合同，從而明確各級職責。

（2）實行主要節能指標分級考核制度。主要節能指標按照管理權限進行分解，即按照員工崗位等級或所在部門、單位的級別分級考核。節能指標作為經濟運行指標在主要生產部門的績效中約占25%的權重。

（3）實行節能指標分類考核制度。節能指標要體現職位性質和業務要求，采用不同的考核標準。即使在同一部門，也要有針對不同崗位情況、業務要求的考核標準。

2.實施有效激勵政策

在堅持內部公平的基礎上，將績效考核結果與價值分配掛鉤。既不使分值過高，導致員工將注意力聚焦在績效結果的具體分值上，影響績效考核作用的發揮；又不致使分值過低，導致員工對績效考核不夠重視。

3.績效管理數字化

充分利用OOS系統開展績效考評，將性能分析的實況與操作者績效相掛鉤，即由系統根據對運行人員操作水平的自動判斷實現自動打分、自動考評、自動提交。將實操人員操作的該時間段的機組耗差轉化成個人的量化指標數據，參與到月度的績效考核當中去。操作考評納入主、副值月度績效考評，供電煤耗納入值長月度績效考評，提升運行人員對指標關注度。

（八）推進人才建設，保障綠色發展

1.確立人才培養目標

在國家宏觀政策的指引下，徐州/銅山華潤針對節能降碳管理體系建設，確立了與之相適應的人才培養目標和舉措，確保節能降碳管理體系可持續發展。

在公司現有的人才結構上，著重培養一批具備精益思想的高學歷、高水平、高標準的“三高”型節能降碳管理人才。

2.制定人才培養路徑

在能力素質模型的基礎上，厘清組織架構，明確人才成長的路徑。

根據每個崗位每種能力的特點，制定崗位成長所需要學習的知識和必須的考核，使員工在成長的道路上對于成長目標與成長路徑有清晰的認識。

員工上升通道的開啟，為員工價值與企業價值最大化提供了有力保障。

3.建立人才培養機制

人才是推動企業發展的根本動力，是企業最核心的資源。為確保節能降碳管理體系人才的補充和專家隊伍的建設，徐州/銅山華潤結合人才隊伍培養計劃，逐步完善人才培養機制，形成可持續的人才培養體系。

通過領導支持、全員參與、統籌安排的方式，依托徐州/銅山華潤的人力資源架構，打造各崗位的能力素質辭典。梳理公司各部門、各專業或崗位所應具備的的幾大類能力，將每種能力量化為相應的四個等級，每個等級按照能力高低區分具備的行為特征和典型行為表現。能力素質辭典將模糊的、不可量化的崗位能力轉變為具備的、可量化的指標，便于全體員工清晰自己的定位。

三、取得成效

（一）實現節能降耗，提升管理效益

徐州/銅山華潤通過基于數字化平臺的全流程節能降碳管理實踐，實現了生產過程中燃料管理、運行管控、設備治理的全流程數字化管理，保障了機組節能降碳指標的提升，管理效益顯著增加。

在煤質不穩定、頻繁參與電網深度調峰等因素的影響下，徐州公司年度供電煤耗同比降低4.24g/kWh，銅山公司年度供電煤耗同比降低0.64g/ kWh，創投產后歷史新低，是華潤電力單位產值能耗最低的電廠。

2020年8月，中電聯公布年度大機組競賽結果，公司#1機組、#2機組被評為300MW級亞臨界純凝濕冷機組AAAAA級機組，#5機組被評為1000MW純凝超超臨界AAAA級機組。

（二）推動降本增效，增加經營效益

科技是第一生產力，節能降碳管理體系的構建與實施，有力推動了節能降碳管理的標準化、科學化與數字化，促進了先進技術的創新性應用，降低了企業的運營成本，形成了節能降碳、綠色發展的良好態勢。

徐州/銅山華潤在基于數字化平臺的全流程節能降碳管理實踐中，降本增效成果明顯提升，單位裝機容量的盈利能力顯著增加，大幅提升了企業的核心競爭力。

2020年，徐州華潤實現利潤2.4億元，銅山華潤實現利潤4.9億元，兩個公司的盈利額均為同區域同規模電廠最高水平。

2020年，銅山華潤電力有限公司兩化融合管理體系經過評定機構評估審核、評定工作委員合規性審查、專家復核和公示等環節，順利通過兩化融合管理體系評定，成為華潤電力首家通過評定的單位，也是華潤集團唯一一家不聘請咨詢公司、自行開展貫標并通過評定的單位。

（三）踐行綠色發展，彰顯社會效益

火電企業既是能源資源消耗大戶，也是重點排放企業。節能減排是一項長期而艱巨的任務，是重大的社會責任。徐州/銅山華潤融合城市發展，積極探索建設了污泥摻燒、利用城市中水等項目，用實際行動踐行了綠色低碳發展。

2020年，公司借助“媒體行”活動，向社會公開綠色發展的目標，展示節能降碳成績，取得了良好的效果。公司節能管理工作得到了地方政府及群眾的廣泛認可，先后獲得江蘇省“節能先進集體”、徐州市“節水先進單位”等榮譽稱號。

鑒于徐州/銅山華潤在環境保護、節能減排、和諧發展等方面取得的突出成績，在中國能源報主辦的“尋找中國美麗電廠”大型公益活動中，銅山華潤被授予“中國美麗電廠”榮譽稱號。

（四）擔當社會責任，凸顯生態效益

徐州/銅山華潤積極響應習近平總書記關于“推動新時代能源事業高質量發展”的要求，始終將履行綠色環保責任、服務地方經濟發展作為頭等大事，堅持科學發展、綠色發展、和諧發展理念，在為地區經濟發展和民生保障提供安全、清潔、綠色的高效電熱能源的同時，主動承擔起節能減排的社會責任，用實際行動精心呵護著徐州的生態環境。

公司通過實施節能管理，每年減排粉塵近6萬噸、二氧化碳近26萬噸、二氧化硫排放近6600噸、氮氧化物近3300噸，為全社會帶來顯著的節能減排效益。

徐州/銅山華潤還以集團標桿工廠、控股卓越運營體系建設為契機，在節能降碳的道路上深耕厚植、務實奮進，取得了長足的進步，不僅增強了綠色競爭力，還獲得了社會各界一致好評，更進一步彰顯了中央企業的社會擔當。

編輯/車玉龍 統籌/蘇曉