热电厂改造方案的优化

马旭

摘要： 电力改造是建设工程的一种，其目的是为了节能减排。电厂改造项目功在当代，利在千秋。与此同时，其改造项目的方案选择也显得十分重要，但相比于其它建设项目，电力建设周期较长、投资金额较大、技术要求较高，所以在进行方案选择时要更加慎重。文章把价值工程的思想运用于项目方案的优化之中，以包头市某热电厂节能改造项目为例，结合价值工程的相关理论方法。在方案选择的过程中，首先进行功能分析，然后用层次分析法确定功能要素的权重，逐步计算出价值系数，最后选择出最优方案--省煤器改造。文章为今后类似的热电厂改造方案的优化提供了相应的参考依据，具有一定的现实意义。

Abstract： Power transformation is a kind of construction project， whose purpose is to make the energy conservation and emissions reduction. Power plant renovation project pains for the moment and gains for the millennia. At the same time， the selection of renovation project is also very important， but compared with other construction projects， its construction period is longer， the investment amount is larger， and the technical requirements are higher， so we should be more careful when make the selection. This paper applies the theory of value engineering in the optimization of project， taking the energy saving renovation project of a thermal power plant in baotou as an example， and combined with the relevant theoriy of value engineering. In the solution of the optimal selection， first we process function analysis， and then we use the analytic hierarchy process （AHP） to determine the weights of functional elements， the value coefficient is calculate step by step， finally we choose the optimal solution--Economizer transformation. This paper provides a reference for optimization of transformation project of similar thermal power plant transformation in the future and has certain practical significance.

關键词： 价值工程;方案优化;电厂改造;功能分析;层次分析法

Key words： value engineering;project optimization;power plant transformation;functional analysis;analytic hierarchy process

中图分类号：TM621 文献标识码：A 文章编号：1006-4311（2018）13-0046-03

0 引言

改革开放以来我国电力建设取得了举世瞩目的成就，发电厂接连建设并投入使用[1]。以煤、石油或天然气作为燃料的发电厂统称为火电厂[2]。热电厂是火电厂中的一种，由于设备年代久远或节能要求提高等原因，电厂需要周期性的电力改造，其改造方案也需要仔细的选择。

价值工程是提高研究对象（包括产品、工艺、工程、服务或它们的组成部分）功能，降低其成本的一种有效技术[3]。但现阶段其在工程建设项目中的研究和应用还不够深入，大部分电力改造项目的方案比较选择，都只考虑了项目的全寿命周期成本，却无法从另一角度体现项目的功能因素或技术难度，这就有很强的片面性。因此，将功能与成本之间进行有效结合的价值工程法，辅之以层次分析法，能够更好的量化指标的精确性，选出最优的电厂改造方案[4]。

1 项目简介

1.1 项目概况

包头某热电厂为响应国家节能减排的要求，要对机组进行节能改造。该电厂根据国家相关规定，初步策划主要从四种方法考虑选择改造的项目，分别给出省煤器改造、脱硝改造、电除尘改造、脱硫改造四个方案，然后对这四个改造方案分别进行分析，从中选择一个最佳方案。

1.2 改造方案的费用与工期

1.2.1 锅炉技术改造——省煤器改造

工程总投资3092万，建筑工程费188万，安装工程费395万，设备材料费2251万，其他费用258万元，年运行维护费166万元，计划工期90天。

1.2.2 环境保护技术改造——脱硝改造

工程总投资2148万元，设备费1239万元，材料费461万元，其他费用548万元，年运行维护费1043万元，计划工期120天。

1.2.3 环境保护技术改造——电除尘改造

工程总投资4518万元，建筑工程费 820 万元，安装工程费1429 万元，设备材料费2310万元，其它费用697 万元，年运行维护费422万元，计划工期100天。

1.2.4 环境保护技术改造——脱硫改造

工程总投资5930万元，施工费1461万元，设备费3137 万元，材料费618万元，其它费用714 万元，年运行维护费629万元，计划工期110天。

2 理论基础

2.1 价值工程法

2.1.1 方法简介

价值工程是一门交叉的管理学科，它把技术和经济有效地结合起来，从而可以有效地选择最佳方案，价值越高，方案的综合效益越好[5]。它指的是在全寿命周期内，以功能分析为核心，把提高研究对象（包括产品、工艺、工程、服务或它们的组成部分）的价值作为最终目标的有组织的活动[6]。价值用公式可以表示为V（value）=F（function）/C（cost），式中C为成本，F为功能，V为价值，功能与成本的比值最高者，其价值最高，该方案即为最优方案。

2.2 层次分析法

层次分析法是系统工程的一种常用评价方法，也是一种定性和定量相结合的决策方法，具有实用性强、有效性高和算法简单等优点[7]。用层次分析法进行电力改造项目的方案优化可以遵循以下步骤：先确定各项功能指标;再把每层指标的重要性两两比较，得出判断矩阵;然后对判断矩阵进行一致性指标检验;如果判断矩阵可以接受，再分别计算各功能指标的权重。

3 项目优化实证分析

3.1 方案功能指标因素分析

關于功能指标因素的确定，现阶段建设工程项目中常用的是价值评价法（HECTTEAS） ：即人文（Human）、环境（Envimnmental）、文化（Cultural）、技术（Technological）、时间（Temporal）、经济（Economic）、美学（Aesthetic）、以及安全（Safety）八个因素为一个评价整体。根据电厂改造方案的实际情况，选取了环境，技术，时间，经济四个功能因素进行评价。

3.1.1 节能减排效益（环境）

火力发电企业能源消耗量极大，但作为保障国家经济建设的基础，又不能限制发电量[8]。电能虽然是清洁能源，但电力工业本身却对环境有严重的污染，特别是大型的热电厂往往成为当地主要的工业污染源，因此节能减排是电厂改造的出发点和落脚点[9]。

3.1.2 施工技术难度（技术）

项目施工技术难度对项目的影响不言而喻，施工技术难的项目，由于其技术未成型或技术创新不够，导致项目的功能缺失或质量缺陷的遗留。例如土方回填是技术难度比较低的单项工程，而省煤器改造方案中换热器的吊装则难度更高，其面临的风险更大，比如手拉葫芦一旦出现质量问题就会有更严重的事故。

3.1.3 年运行维护费（经济）

项目完工试运行后，每年都会花费一定的运行维护费。去除初始投资之外，项目的年运行维护费越高，其后期花费成本也就越大，满足同样的功能要求下，项目的价值就越低，因此项目应尽可能使运行维护费越小。

3.1.4 总工期与风险（时间）

项目的总工期与风险因素也至关重要。一般来说，工期越长，项目可能经历的不确定性就会越大，风险就会越大，比如施工原材料的价格上涨，国家政策的变化和人民币汇率的变动等[10]。

3.2 方案功能指标因素权重的确定

3.2.1 构造判断矩阵

根据每项功能的特点对其重要性两两比较，构造改造项目的方案判断矩阵如表1所示。

3.2.2 判断矩阵一致性要求检验

经计算可得CR=0.019<0.1（m=4），判断矩阵满足一致性要求。

3.2.3 Delphi功能指标打分

选择五位电力行业与建设工程行业的资深专家用Delphi法对各备选项目的功能进行十分制打分，再对其进行加权处理，得到的结果如表2所示。

3.3 方案功能系数的计算

首先计算出根据各个方案的功能得分，然后计算出其功能系数，得到如表3所示的功能评价表。

3.4 方案成本系数的计算

根据各个方案的成本得分（项目总投资额）进一步计算出其成本系数，得出如表4所示的成本评价表。

3.5 方案价值系数的计算与分析

根据各方案的功能和成本系数计算出对应的价值系数，得出如表5所示的价值评价表。

结果表明：电除尘改造，脱硫改造两项方案的价值系数<1，予以淘汰;剩下的两个方案中，省煤器改造方案的价值系数最高，为最优方案，即在全寿命周期内，以最低的成本满足了项目的所有主要功能。

4 结论与建议

文章通过分析，计算和选择得出省煤器改造方案的价值系数最高，为最优方案。虽然该方案在节能减排功能的效果一般，但是工期最短，风险最小，技术难度最低，后期维护费用最少。对于省煤器改造方案，在实施过程中也有需要完善的地方。比如省煤器管道尺寸，一般省煤器管道的半径r越大磨损率就越低，因此选用尺寸较大的管道能有效的降低管子的磨损。

价值工程对于电力项目的方案优化非常有效。不仅电力建设行业，市政工程、水利工程等其他建设工程项目也都可以用价值工程优化选择最佳方案，这对于更精确的选择项目方案具有一定的现实意义。

参考文献：

[1]张小桃，王爱军.电力经济与信息化管理[M].郑州：黄河水利出版社，2005：28-29.

[2]李光辉.电力生产概论[M].北京：中国电力出版社，2009：19-20.

[3]武春友，张米尔.技术经济学[M].三版.大连：大连理工大学出版社，2010：193-238.

[4]肖蕾，王俊和.基于价值工程的铁路建设工程评标方法探讨[J].铁道学报，2009，31（1）：111-114.

[5]张晓强.价值工程在工程项目招标评标中的应用[J].科学技术与工程，2006（14）：2204-2206.

[6]向为民.价值工程（VE）在工程招标评标中的应用[J].重庆大学学报（自然科学版），2004（6）：148-150.

[7]叶托，胡税根.政府购买社会服务的绩效评估指标体系研究——基于德尔菲法和层次分析法的应用[J].广东行政学院学报，2015（2）：5-13，45.

[8]李珂.火电企业技改项目投资效益后评价及应用[D].济南：山东大学，2012.

[9]李欣.略阳电厂技改工程项目可持续发展能力后评价研究[D].北京：华北电力大学，2011.

[10]赫丛喜，薛红艳.投资项目论证中经济效益评价的内容与方法[J].山西财经大学学报，2010，32（2）：100-101.