1 项目背景及意义
安全生产和成本控制是电力企业生存和发展的永恒主题,脱硝改造项目建设并投运是企业生存的必要条件。企业转变发展方式,不断丰富企业内涵,结合企业战略部署和所在区域电力市场发展现状,落实低成本管理要求,通过广泛调研,从对标、改进、发展,以及管理软实力提升等方面综合研究,以实现业绩指标达到国内同级别火力发电机组先进水平为目标,在保持原有企业组织结构不变情况下,以生产挂帅、技术支持原则,确定脱硝改造项目管理软实力研究、探索、践行。
确保项目建设的安全可靠且低成本对发电企业来讲是最大的经济效益。通过深入研究、探索,在建设管理中优化组织模式和技术线路,充分利用企业现有人力资源,合理组合人员和责任分工,探索项目建设在企业人员不增加、部门业务分工不改变的基础上,短期内安全、可靠、经济地完成建设、投运和通过政府部门验收,规避不利因素带来的风险。
改进基建性质技改项目管理所取得成果和经验,能提升企业在电力市场份额缩小和发电成本上升双重压力影响下的竞争力。
2 管理组织介绍
2.1 管理小组
成立项目管理小组,作为项目实施活动协调核心,其主要职责是:负责项目管理和监督,制定、执行项目实施计划和决定,提出改进措施、建议,解决项目实施过程中的问题,监督检查项目建设进,组织项目终结、成果总结。
2.2 组织机构及责任
设立脱硝改造项目管理团队,下设五个功能组和三个专业技术小组,并明确团队职责分工。
2.3 组长及其职责
组长(总经理):负责项目整体工作。副组长(生产副总经理):负责项目具体工作。
2.4 成员及其职责
总工程师具体负责项目管理。锅炉、热工、电气专业设备主管负责项目技术、施工、调试验收管理,运行主管参与上述工作并负责组织操作、调整设备及参数。项目管理负责人负责项目组织方式、业务流程、招投标、资金、建设过程、备案、环评、性能试验、总结评价管理。环保主管负责符合环保政策性和环保验收管理。安全、资金调度等事项由公司原有责任部门承担。
3 项目管理
3.1 管理内容
对两台北京巴威公司生产的高温高压、单炉膛、固态排渣、自然循环汽包炉,进行脱硝改造,突出创新是优化低氮燃烧与选择性非催化还原法(简称“SNCR”)技术相结合的改造方案,合理组织施工工序和质量验收,达到混合排放烟气NOx排放达标。
(1)组织优化低氮燃烧设计、制造、安装、调试,提出并实现燃烧器出口NOx<220mg/m3。
(2)组织优化SNCR喷枪设计及布置,使混合排放烟气NOx达标,而氨逃逸<8ppm。
(3)创新设计、施工组织方式,边设计、边制造、边施工,缩短建设周期。
(4)优化技术方案、设备选型,实现设备建设投资占项目总投资84%以内。
(5)优化招标组合,采购到目前市场技术领先的低氮燃烧、SNCR设备,同时节约建设成本。
(6)不设立项目部,组建公司多专业跨部门项目管理团队,共同协作开展项目建设管理,实现项目可研、设计、制造、施工、调试、、监理、环评、性能试验、环保验收等多环节顺利进行,无安全事故和质量事件。
3.2 管理目标
(1)安健环目标。无设备损坏、火灾、环境污染、人身轻伤及以上事故。无严重集体违章事件,工作票、操作票合格率、安全性评价问题整改计划完成率100%。
(2)项目管理指标。工期和主要节点按计划完成,项目试验、系统试运、机组整套启动等一次成功率100%。改造后主设备完好率均、缺陷消除计划完成率100%。改造后达到“四无”,即主辅设备(系统)无影响机组正常运行方式和参数缺陷、无24小时不可消除一般性缺陷、无安全隐患、无渗漏达标。改造后无非计划停运连续运行时间≥180天。
(3)技术指标。烟气NOx浓度<180mg/Nm3(标态、干基、6%O2),氨逃逸量<8mg/Nm3(标态、干基、6%O2)。SNCR系统投运后,空预器不发生堵灰。在50%~100%BMCR负荷下:锅炉过热器出口过热蒸汽温度、压力、流量及减温水量应保持原锅炉运行参数值。不引起经常性大面积结渣和受热面烟气腐蚀。装置可用率一年质保期内≥98%。
(4)经营指标:计划物资领用率100%,费用不超过预算。项目实施期限为1年。
4 专题会决策体系建立和履责
优化项目组织机构,形成各部门、各专业联合议事、建设生产一体化专题会形式的决策体系。
4.1 优化项目组织机构
脱硝改造项目投资大、涉及专业多,属基建性质。常规管理模式是成立独立项目管理部,负责项目建设管理。企业结合自身精简、无生技部和人员少特点,在未设独立部门和新增人员原则下,成立由各业务部门和各专业组成的脱硝改造项目管理团队,由总经理任组长,生产副总经理任副组长。团队下设项目实施组、费用资源组、宣传报道组、物资供应组、后勤保障组;项目实施组下设立锅炉、热工、电气专业组,组长由各专业设备主管担任;并明确团队职责分工。以脱硝改造专题会形式进行议事,团队所有人员在原岗位职责不变情况下,承担项目管理需要职责,并负责建成后的设备管理。项目执行中,引入计划管理信息系统、闭环管理、集体讨论形成纪要等管理机制和制度。
4.2 决策原则
(1)对项目按照“有层次、有重点、有特点”原则规划、确认。
(2)项目进度比对,在下一计划实施前进行检查,根据上一阶段项目进展情况灵活调整计划和具体措施。
(3)定期组织召开项目讨论、实施情况会议,进行分析、评估、跟踪,具有针对性地改进存在的问题。
(4)定期召开锅炉、电气、热工小组会,讨论、评估各专业项目管理过程中的工作情况,为需改进的问题编制解决方案、确定时间、落实责任人,将整改事项纳入计划管理信息系统中按实施时间要,进行闭环管控。
(5)运行人员、设备责任人、现场负责人、点检员、技术主管及时跟踪、检查建设过程中的设备,进行深层次分析掌握设备安装、调试状况,主动出击,进行质量把关。
4.3 优化合同管理和采购方式
潜在承包商真实情况掌握对项目管理决策影响重大,企业考察承包商技术水平、施工管理能力、履行合同诚信情况,为项目标段划分和采购方式策划提供依据。
合理设置合同模式、承包商选择模式,以拦标价方式限制合同模式。合规、会法利用公开招标、竞争性谈判、直接委托等方式选择承包商。预算合同总体费用,明确影响造价关键因素,准确详尽策划合同为未来合同签署及执行打下坚实基础。以合同合规合法为原则,抓源头、科学完善合同策划;抓重头,严格规范合同签署,加强合同签署的程序管理。管控设计、设备制造、施工、调试、监理、性能试验、信息系统等各类合同执行,既保证执行顺利、又减少合同变更。实行项目合同月报,解决合同执行中出现的问题、跟踪解决进度。从策划、执行、验收等环节,实现合同全过程管理。
4.4 优化技术方案
改选方案有:低氮改造、SNCR改造、选择性催化还原烟气脱硝(SCR)改造、SNCR-SCR改造等多种方案,单低氮改造或SNCR改造达不到排放标准,SNCR-SCR或SCR改造能满足排放标准但投资费用极大。经论证、方案组合优化后采用低氮+SNCR技术,既能实现达标排放,而且投资成本仅为SNCR-SCR或SCR技术的1/2。
4.5 优化低氮燃烧器设计及安装
提出燃烧器出口NOx向220mg/m3努力,通过优化低氮燃烧器设计、制造、安装、调试,最终实现目标,达到该型锅炉低氮燃烧器改造后排放指标较好水平。结合炉型及送风方式,在选择燃烧器时,受炉型高度限制,采用水平浓氮分离燃烧技术,低氮燃烧器控制脱硝效率为20%~40%,空气分级控制脱硝效率20%~40%,燃料再燃烧控制脱硝效率为20%~40%。再次优化燃烧器设计,将一次风喷口压缩并降低标高,保证燃烧空间。优化控制煤粉细度,增加可调缩孔分配平衡一次风压及风量。
4.6 优化SNCR喷枪设计及布置
采用小流量喷枪、多枪多层布置,组合投运方式,实现100%负荷下混合排放烟气NOx<160mg/m3。在低氮燃烧器改造后NOx基础上,根据锅炉炉型及火焰中心位置,针对SNCR技术要求精准掌握温度区间,将SNCR喷枪设计为多层布置,每层喷枪数量达到十支以上。喷枪是SNCR系统设计核心技术,将每支枪流量设计调节范围为缩小,以优化还原剂液滴大小和分布。根据炉膛实际温度,采用组合运行方式,不同负荷段选择不同层,仅投运一层喷枪就能达到混合排放烟气NOx<160mg/m3,而氨逃逸<4ppm。
4.7 优化设计、施工组织方式
边设计、边制造、边施工,缩短建设周期。锅炉在改造前易于结焦,将设计优化为一二次喷口中增加周界风。用周界风增大一次风对周围高温烟气的卷吸,提高火焰稳定性;实现“风包粉”燃烧,降低炉墙水冷壁结焦程度;调节周界风开度来控制一次风粉射流刚度,进而可调着火距离。
脱硝改造时间紧,项目组经过紧密筹划,编制组织实施方案,缩短工期近30天。根据设备制造周期、施工工期以及一些改造前测试工作的期限,将时间点都以倒排方式安排,每一节点有具体考核。为不影响施工进度,提前订购设备和确定施工队伍,防止施工进度受设备到货影响。组织安排专人从技术、安全、质量、进度等方面,每天与控制节点比对,出现差异及时改进。
4.8 优化设备选型、缩短生产准备周期
改造新增DCS系统、烟气分析仪、泵类及电气设备涉及费用大、数量多,技术储备不足,如何在较短时间内让生产技术人员较快掌握设备管理、检修、维护所需专业知识,缩短生产准备周期,是基建项目实践探索的问题。项目组结合企业现有设备特点,为充分利用现有人力资源和技术水平,零时差实现建设与生产过度,保持设备技术水平为当前主流情况下,将脱硝DCS系统、烟气分析仪选型与现有脱硫控制系统品牌一致,泵类及电气设备与现场设备品牌一至,既节约培训时间、费用和备件库存费用,又统一备品备件、检修规程、点检标准、检修文件包、定期工作标准等。
5 实施效果
5.1 目标提升
(1)安全指标。脱硝设备、设施种类为企业现有设备、设施种类,无新增风险,水冷壁管采用原炉管材料、焊接方式连接,锅炉、热工、电气设备按质量验收流程验收合格,脱硝系统安全可靠性较好,均符合项目安全指标。施工过程中无高空坠落、物体打击、触电伤害、坍塌和倒塌等四大伤害事故,非生产安全指标良好,无一般及以上人身、环保、设备事故。
(2)健康指标。无新增大气、水、固体、放射等污染物,能减少NOx排放,改善大气环境,对人体健康系数、环境无不良影响,满足健康指标要求。
(3)环保指标。每年减少氮氧化物排放量约2000多吨,改善区域环境空气质量。环保指标已达到环评报告表中指标设定,一次性通过省环保部门验收且得到高度评价,未提出任何整改意见。
5.2 费用控制合理
项目实际投资较计划投资下降5%,各项费用分布情况为:设备、安装、技术服务、环保验收等款项分别占75%、12%、8%、5%,费用分配合适,控制恰当。合理规划付款和资金调度,提前计划资金、按进度支付款项;付款进度比例设置适当,预付款、到货款、施工款、性能试验合格款、质保金设置比例为1:2:3:3:1,对合作双方都是较好的保障。
5.3 组织机构优化成果
整合出效益。公司充分发挥现有技术人才资源,未设独立部门和新增人员,成立跨部门跨专业项目管理团队,解决了多年来在电力基建中一直延用基建组织对生产组织移交电力生产设备模式存在的弊端——基建管理人员安置和将一些不易解决或来不及解决的设备问题留给生产,严重影响生产的稳定运行。企业搭建项目组织机构,专业技术组负责人由设备技术主管担任,点检员、设备责任人参加项目建设,充分发挥有经验生产人员在基建过程中作用,杜绝设备(系统)存在不适合安全、稳定、经济运行和检修的情况。骨干人员、有经验生产人员进行项目管理,优化工程设计方案、以安全和质量为重点,管理设计、设备安装、工程调试,且这部分人员是项目投运后的设备管理者,直接实现基建生产一体化。
6 成果及展望
针对企业内外部形势变化,研究分析不断调整管理思路,优化项目组织机构、技术路线、设备选型、采购组合方式,促进项目管理水平提升,逐渐降低投资成本。
6.1 经济效益
脱硝改造实际投资全口径费用较计划下降100多万元,项目费用含盖可研、环评、监理、性能试验、环保验收、信息系统等。节约管理及人工成本50多万元,为企业年新增收益1000多万元。
6.2 管理效益
(1)创新基建性质改造项目管理组织模式。在未成立独立管理部门的基础上,组织现有技术、管理人员,以团队协助方式进行项目管理,企业不新增人力资源和人工成本。同时,能够避免工程结束后人员安置难题,技术人员全程负责、无缝衔接,真正实现生产基建一体化管理。
(2)通过风险预控等手段识别和消除项目管理过程的问题根源。发动运行人员、设备责任人、现场负责人、点检员、技术主管及时跟踪、检查、分析掌握设计、设备安装、调试状况,主动出击,进行质量把关。
(3)锻炼出一支可研、设计、制造、施工管理、环保管理、设备管理等综合管理能力强的队伍。
6.3 环保效益
每年减少氮氧化物排放量约2000多吨,企业减少排污费支出约100多万元。锅炉效率高于改造前,起到节能减排作用。
7 结语
通过创新、完善设备改造项目管理思路和措施实施,确保项目管理中任何事有人做,所有环节有人管。各级人员生产与建设交叉管控,综合利用各种资源,使生产人员从项目开始到环保验收结束,做到全方位、全过程管理。杜绝技改后短期内再技改、修理情况,探索出一条基建性质技改项目管理的新思路,并践行积累新方法,推动企业软实力创新。
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[4]杨侃.国际项目集管理最佳实践与实战应用.
[5]史家云.基于“五位一体”的生产技改大修项目管理的思考[J].低碳世界,2017,(7).
(作者系中电国华神木发电有限公司设备维护部工程师)