单元机组启动时间预估和控制的PERT法应用

2018-06-08丁国琪

泰州职业技术学院学报 2018年2期

丁国琪，顾曦

（华能南通电厂，江苏南通 226003）

1 PERT法概述

计划评审技术PERT（Program Evaluation and Review Technique）是网络计划技术的一种方法，它是以网络图为基础的工作项目模型，能够直观地反映工作过程中的相互关系，以达到便于人员合理分配，调控有限的资源的目的。广泛应用于生产活动的各个领域。

电力运行生产过程中，工作项目复杂，设及专业领域广泛，生产中需要协调的项目众多，不确定因素繁杂，如果没有良好的统筹安排，会造成运行生产在人力、物力、财力、时间上的浪费，影响到企业和社会效益。因此有必要采用一种科学的方法对生产过程中的工作项目进行分解，理清项目之间的关系，逐一进行优化，并根据科学原理对生产情况的发展做出预测，使得生产过程自始自终在人们的监督和控制之中。PERT法就不失为一种优良的管理方法，如果合理应用，将在电力运行生产中达到缩减生产成本、增加效益的良好效果。

2 PERT法对单元机组启动的时间预估

单元机组冷态整组启动具有过程复杂，工序众多，每道工序的时间范围可知，但存在众多不确定因素，导致启动时间不可确定，这些生产特点决定了适合用PERTR法来合理的预估和控制启动时间。

采用PERT方法对机组启动的整体时间预估需要先对各道工序历时进行估计和评判，可以采用传统的三点法进行估计，即将每道独立工序的时间用悲观时间tp，最可能时间tm和乐观时间to来进行量化处理，其中悲观时间tp（Pessimistic time）是指最坏情况下工序完成的时间；乐观时间to（Optimistic time）是指最好情况下工序完成的时间；最可能时间tm（Most Likely time）是指工序通常完成的时间。假设完成启动工作需要s道工序，通常的做法是：根据实际操作经验对各道工序的三点时间进行估算，然后根据工序平均用时公式（1）和时间方差公式（2）将每道工序的平均历时以及方差求出，再将整个启动过程中的s道工序的平均用时与方差求和，最终由整组启动的方差求出标准差，根据期望时间和标准差来对整个机组启动时间进行预估和对该时间可能发生的概率进行评判，并以此作为机组启动需要用时的指导。对于三点时间的取值，通常由实际工作经验来确定，由于工作时间的确定有人为预期的影响，因此时间取值具有一定的弹性，但整个工作的完成用时的趋向作用在实际工作中是具有参考价值的，而且对于如何调整安排工序，来达到有效削减整体耗时的目的提供了理论依据。

时间均值

方差

标准差

3 单元机组传统冷态启动用时的分析

单元机组冷态整组启动的主要步骤的先后顺序以及之间的时间关系可以构成一张网络，其中考虑了不确定性因素对工作产生的影响，每一项工序的完成时间都由三点时间进行表示，各道工序中主要时间矛盾决定了机组启动工作的整体时间，即关键工序时间，通过网络分析来确定节省工作时间的工序安排，和对机组整体启动时间的估计。单元机组的启动网络图如图1表示，其中标出了根据经验总结的每道工序的悲观、乐观及可能时间。

图1 单元机组传统冷态启动的网络图

现以该网络为例进行相关计算，对启动时间进行预估。

3.1 找出关键路径

在该网络图中根据提供的经验时间可以求得各道工序完成的平均时间如表1所列①王国忠,单子心.华能南通电厂一、二号机组汽机运行规程[Z].2014.，在图中可以清楚发现一条决定整个操作时间的最长路线为如图一中粗线所标。整个启动时间就是由这条关键路线上的工序决定的，因此在启动中要按照突出这条路线作为重点，在人力、资源上优先利用才能缩短机组的整个启动时间。

3.2 对关键路径的时间进行计算整合

根据关键路线中已知的经验时间，按照PERT的基本原则和方法可以求得机组启动至并网的平均时间值以及时间值的方差和标准差见表2[2]。

根据公式（1）、（2）、（3）计算结果如下：

机组冷态启动的期望时间

方差

表1 各道工序完成平均时间表

表2 关键路径上的工序时间估算

3.3 时间概率密度分布的数学含义

根据PERT法求得的启动时间满足正态分布，它表示了启动完成时间的可能性的分布情况，对于这种数学结果，根据统计学的3σ原则[3]做如下解释，机组启动至并网时间的期望时间为12.48小时启动时间在12.1h到12.8h内完成的可能性为68.26%；启动时间在11.8h到13.2h内完成的可能性为95.45%；启动时间在11.4h到13.4h完成的可能性为99.73%。

4 技改后单元机组冷态启动用时的分析

利用PERT法对单元机组冷态启动过程分析后可知，如果能够采用安全可行的技术措施使得网络图中的相关工序的完成时间得到缩短，就可以达到节省启动时间的目的。基于这个目的，HN电厂采用了多种缩短时间的相关技术措施，归纳起来主要有以下典型的三类：辅汽暖机技术、给泵盘车状态下的暖泵操作、发电机盘车状态下的充氢操作，采用技术改进措施后机组冷态启动的网络路径改变为如下情况（图2）。

由图2可以得出，关键路径改变后同样的单元机组冷态整组启动，发电机并网的时间由图3中粗线所示，启动时间的整合计算见表3。

表3 启动时间整合计算

根据公式（1）、（2）、（3）计算结果如下：

期望时间

图2 技改后机组冷态启动网络路径图

方差

标准差为

5 单元机组技改前后冷态启动用时对比

5.1 技术改进对整组时间的影响程度

（1）辅汽暖机技术。即在锅炉还未点火升压时，使用邻机辅汽，对待启动机组进行预暖，使其在锅炉蒸汽参数达到暖机操作前汽轮机机组已经完成了暖机操作。采用了辅汽暖机技术的意义就在于将耗时巨大的锅炉进水过程及锅炉点火升压过程从关键路径上去除了，使得这部分耗时不再成为制约启动用时的必要条件，从而丧失对整个启动时间的制约作用，这样经过改进的工作程序有效地减少了机组启动的时间资源的消耗，使得总的路径时间得到有效地控制。从改进前后的时间算例中可以看到，在其他外部条件均没有改动的前提下，机组从进水到并网的平均时间由原先的12.48小时缩短至11.2小时，整个操作耗时减少10%。

（2）给泵盘车状态下的暖泵操作。根据汽动给泵的技术要求，传统的给泵组启动前必须进行暖泵和盘车操作，传统操作是先进行暖泵，待温差合格后进行盘车操作，两道工序为先后顺序关系；改进后二者同时进行，为并列关系，就改进该工序本身而言，操作过程得到简化，工序耗时得到缩短，从表1中提供的数据可以算得，给泵组的投运平均耗时由原先的410min（6.8小时）缩短至改进后的210 min（3.5小时）降幅达到了48%，但是从网络图上可以看到，由于该道工序不处在整组启动的关键路径上，因此对于缩短整组启动时间而言没有意义，仅仅在单个工序操作用时上起到简化的作用。

（3）发电机盘车状态下的充氢操作。与盘车暖泵操作类似，发电机盘车状态下的充氢操作的工序耗时由传统的串联结构变成了并列结构，就工序本身而言有节约时间的作用，但在整个机组启动过程中，这种时间资源的节省对汽轮发电机组整组启动不具备积极意义。

5.2 技术改进对整组启动时间控制的要点

从以上三种典型的生产操作技术的改进结果来看，单从时间资源的分配角度来分析评价工序完成过程中的技术革新，不是所有的技术革新对机组启动过程的时间控制都有意义的，典型的分析结果说明，虽然一个局部的单一工序可能因新技术的应用能够得到大幅度的缩短时间，但只有这种工序出现在整个工作的关键路径上这种时间资源的节省才会体现出巨大的效益，对整体工作进行网络计划分析的要点就在于找出关键路径，并对那些处在关键路径上的工序进行时间优化和技术革新，只有在关键路径上节约了时间资源，才能在整个工作中收到事半功倍的效果。