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合肥二电厂的内部供应链分析论文
合肥二电厂概况(1)简介
合肥第二发电厂是由中外合资安徽省合肥联合发电有限公司(“联合发电公
司”)筹资、建设并承担经营管理的能源基础设施项目,是安徽省“九五”计划
的重点工程,也是合肥市有史以来最大的基础工业和利用外资项目。电厂位于
合肥肥东县桥头集镇境内,西距合肥市区 18 公里,厂区占地面积为 38.5 公顷。
电厂一期工程为两台 35 万千瓦燃煤机组,发出的电力通过升压变压器升压后
接入合肥市 220kV 环网。项目总投资 46.39 亿元,其中 75%为银行融资贷款,
还款期 12 年,电厂运营期还本付息压力较大。
电厂始建于 1997 年 9 月,两台机组分别于 2001 年 6 月 18 日和 8 月 21 日
移交商业运营,截止目前运行情况良好。二期扩建两台 100 万燃煤发电机组正
在申请国家发改委立项。
(2)生产工艺流程介绍
电厂的原材料原煤从煤矿开采以后,通过铁路专用线或其它运输方式运至
电厂,再经过输煤皮带和堆取料机将煤卸至电厂储煤场。当电厂发电机组发电
时,用堆取料机从储煤场取煤,通过皮带传输至锅炉的原煤仓,原煤仓中的煤
经过给煤机送煤给磨煤机,磨煤机将煤磨成煤粉后通过具有一定压力的空气吹
到锅炉炉膛燃烧。通过炉膛中燃煤燃烧加热锅炉水冷壁中的水,水受热后蒸发、沸腾产生蒸
汽,蒸汽经过进一步加热形成高温高压的过热蒸汽,推动汽轮机旋转,汽轮机
带动同轴的发电机同步旋转,在发电机加上励磁电流后,发电机就发出电力。
过热蒸汽通过放热做功以后冷凝成水,重新被循环水泵打入锅炉加热成蒸汽,
如此不断循环。发电机发出的电力,经电厂升压变压器升压到超电压,进入省
市电力公司管辖的超高压输电网,输电网在某一地区的用户端设有降压变电站7
降压至高压,进入地区的高压电力配电网,最后再在用户处通过再降压为中低
压的市电,由最终用户使用。
除了上述的主要系统外,火电厂还有其它一些辅助生产系统,如水的化学
处理系统、灰浆的排放系统、烟灰的除尘系统等。这些系统与主系统协调工作,
它们相互配合完成电能的生产任务。
从上述燃煤、热力和电力系统的描述可以看出,电厂是一个能量转换的生
产工艺过程。燃煤是一种化石产品,其能量形态为化学能,燃煤在锅炉炉膛内
燃烧,其化学能形态转化为热能形态,通过电厂热力系统中的水和蒸汽作为介
质吸收燃煤燃烧产生的热能,将热能带到蒸汽轮机并转化为机械能,蒸汽轮机
带动发电机发电是将机械能转换为电能。所以电厂中锅炉是化学能转换为热能
的设备,蒸汽轮机是热能转换为机械能的设备,而发电机是机械能转换为电能
的设备,整个电厂是一个能量不断运输和转换的生产过程,凝气式燃煤电厂生
产过程示意图如 2-1 所示。
(3)供应链特点
以上描述可基本勾勒出电厂供应链的构成,电厂作为电能的生产运营单位,
煤矿为电厂生产原材料燃煤的供应方,铁路为燃煤的运输方,电力公司是电厂
产品电能的输送和采购方,电力公司将电能分配销售给最终用户。
电厂供应链的特点:1)不存在产成品的库存,这主要是由电厂的产品电能
的物理特性所决定的,在当今的技术条件下电能还不能被大容量和商业化地储
存,所以电厂发出来的电能必须同时被用户消耗,电力系统每时每刻处于供需
的平衡之中;2)生产中间环节不存在半成品的库存,因为在能量形式的转换
中,热能、机械能和电能都是全额地参与转换,没有中间环节的某种能量形式
的储存;3)由于铁路等运输的不确定性,燃煤的供应不可能与电厂生产流程
所需物料即时匹配,所以煤矿和电厂都设有燃煤储存库,以协调电厂燃煤生产
工艺流程中的物料匹配。
所以可以看出电厂供应链中只有原材料库存管理的问题,没有生产制造中
半成品库存和销售中产成品库存管理问题。
2.2. 合肥二电厂燃煤供应、运输和储存情况
(1)燃煤供应情况
合肥二电厂的燃煤由安徽省电力燃料公司(“省电燃公司”)提供,88%来
自淮南国投新集煤矿,12%来自淮北煤矿,如不足由新集煤矿提供。省电燃公
司长期以来为省内数十家电厂供煤,与煤矿和铁路部门建立了可靠的合作关
系。国投新集集团和淮北矿业集团都是全国 520 家重点企业,这两家企业拥有
的煤矿资源储量丰富,生产能力强,合肥二电厂作为长期的用煤大户,与他们
尤其是国投新集煤矿建立了良好的战略合作伙伴关系。所以对于电厂来说,上游燃煤供应具有非常可靠的能力,电厂的需求变化并不威胁上游供货商的库存
安全,“牛鞭效应”影响可以忽略
[14]
;再考虑电厂没有生产制造中半成品库存
和销售中产成品库存管理问题,所以在合肥二电厂的供应链中,电厂的燃煤库
存管理的研究对维持电厂良好的服务水平,降低电厂生产运营成本具有特别重
要的意义。
(2)燃煤运输储存设计情况
因淮南新集来煤量大,联合发电公司投资购置了 84 节自备列,另租用了
66 节高编车专门用于新集来煤运输,编排 50 节为 1 列,共 3 列往返于煤矿和
电厂之间,每节 70 吨,1 列为 3500 吨。
省电燃公司负责将燃煤装车、通过铁路运至肥东县撮镇站交货,合肥二电
厂通过 5 公里的铁路专用线将煤车接至电厂西围墙外的厂前站,厂前站内设三
股道,编为一股道后进入厂内站。厂内站设有轨道衡对煤车称重,然后进入 7
股道(2 股重车线,2 股轻车线,1 股卸油线,1 股卸货线,1 股检车线)中的
两股重车线。
合肥二电厂的两股重车线上各装有一台最大能力 1750 吨/小时的转子翻车
机,从翻车机到每块煤场各设有运量达 1200 吨/小时的运输皮带,煤场位于厂
内站南侧,设有两块 250×90 米的储煤场,南北布置,每块煤场设计储煤 7.5
万吨,现均设有 120×95 米干煤棚。两个煤场各设有一条输煤皮带线,每条输
煤皮带线上设有堆料能力 1500 吨/小时、取料能力 1000 吨/小时的悬臂式斗轮
堆取料机。按平均用煤每日 5000 吨计算,两块场地可以储存两台 35 万千瓦机
组运行 30 天的用煤。当锅炉用煤时由堆取料机从储煤场取煤,从储煤场到锅
炉的原煤仓设有两条运量 1000 吨/小时的运输皮带,总运输量可达 2000 吨/
小时,每台锅炉设有 6 个原煤仓,共 12 个原煤仓,每个原煤仓的容量为 370
吨,12 个原煤仓的总储煤量为 4440 吨。同时,根据现场设备工况及煤质情况,
也可以直接将来煤通过皮带输送到锅炉的原煤仓。9
从上述的分析中可以看出,电厂的燃煤运送系统的各个环节的运输量是不
能完全匹配的。由于煤车需要及时周转,不可能长时间停靠在卸煤处,要求电
厂尽快卸货完毕,但考虑到工人劳动强度及重型设备维修,一般电厂卸煤的运
输能力为 2000 吨/小时。而电厂锅炉的燃煤消耗率又受制于电厂发电机组的容
量。合肥二电厂两台 35 万千瓦发电机组满负荷运行时,燃煤消耗量约为 309
吨/小时,原煤仓的加煤运输能力为 2000 吨/小时。所以电厂内燃煤系统有着 3
种不同的流量,中间设置储存仓库是必须的,以调节和平衡燃煤系统的各级输
送量。从图 2-2 中可以看出锅炉原煤仓容量较小仅 4440 吨,缓冲时间不足 1
天,对电厂的燃煤库存研究来说意义较小,而储煤场的设计容量达 15 万吨,
缓冲时间可达 32 天,对电厂的燃煤库存优化管理具有重要意义。为便于研究,
所以本研究将忽略原煤仓的库存量而着重研究储煤场燃煤的库存管理问题。
2.3 电厂燃煤库存管理中各种成本的分析
2.3.1 现有库存的成本分析理论
[15]
在管理科学和现代化管理中,一个重要的手段是定量化和数字化的问题,
也就是我们平时所说的“凭数据说话”,而不是凭概念、经验笼统地做出决策。
研究合理存储数量问题也是这样,库存总成本可以分为购入成本、订购(订货)
成本/生产准备成本、保管成本和缺货成本。
(1)购入成本(Purchase Cost)
包括单位购入价格或单位生产成本。对于外购物品,购入成本指单位购入
价格,单位购入成本应包括购价加上运费。
(2)订购成本(Order/Setup Cost)
是指向外部的供应商发出采购订单的成本,通常和订购次数直接有关,而
和订货量无直接关系
[15]
。订购成本包括提出请购单、分析卖主、填写采购订
货单、来料验收、跟踪订货,以及为完成交易所必需的文牍业务等各项费用。
(3)保管成本(Holding Cost)
也称持有成本,主要包括资本成本、税金、保险、搬运、储藏、损耗、陈
旧和变质等项费用。资本成本反映失去的盈利能力或时间机会成本。一般情况
下,存货越多税金越高。而投保的必要性取决于当仓库受到损坏时应赔偿的金
额。
(4)缺货成本(Stock-out Cost)
是由于外部或内部中断供应所产生的,缺货成本包括延期付款成本、当前
利润损失和未来利润损失、停工待料损失。
用户对缺货的反应可以分为延期付款和失销两种类型。在延期付货的情况
下,交货企业一般会采取措施以加速订购物品的到货或进行临时订货,与正常
订货相比,会产生一些额外的费用,如加速费用、手续费用、附加运输费等。而失销情况下,会失去用户,物品的供应由竞争对手取而代之,销售利润损失
和难以定量估计的商益损失就构成了失销费用。
2.3.2 合肥二电厂燃煤库存管理中各项成本分析
(1)购入成本
合肥二电厂目前燃煤采取年度订货会议制度,原则上单位订购成本在年初
确定,运输价格也是一年一定,但近几年随着煤炭市场变化,价格波动较大。
例如:合肥二电厂 2007 年重点煤价为 380 元/吨,2008 年调整为 420 元/吨,
10 月份又调到 480 元/吨,预计近几年煤价波动的情况仍会持续,故购入成本
的计算也应适时予以调整。
我们先按照 2008 年 10 月份煤价来举例分析:5000 大卡燃煤出矿价为 480
合肥二电厂历年燃煤采购成本分析表明运价等其它费用随着煤价的上涨也
相 应 上 涨 , 约 占 总 成 本 的 6.6% , 故 购 入 成 本 的 计 算 公 式 为 :
煤炭出矿价 ( 1+6.6%)。2008 年 1-9 月份及 10-12 月份燃煤购入成本分别为 448
和 512 元/吨。
为保证数据的准确性,合肥二电厂燃煤库存管理模型中,我们将对燃煤购
入成本中其它费用所占比例予以及时计算和更新。
(2)订购成本
由于燃煤每年订购总量,且每次进厂进行计量和化验的费用都是一定的,
所以订购成本年内基本也是确定的。其主要构成是每次全国燃煤订货会签订合
同前所做工作的费用,以及每次订货周期下订单费用、入场煤样计斤和计质检
验的费用,一般订货会签订合同费用不超过 10 万元,按 10 万元计,可以确
定订货周期后分摊到每一次订货费用,综合考虑合同签订费用,每次订货周期
下订单费用和入场煤计斤和计质检验的费用,电厂燃煤订购成本为 1.5 万元/
次。
(3)保管费用
电厂燃煤保管的直接费用主要为燃煤的搬运和储存的人工机具使用和维护
的费用、以及储煤场露天存放所造成的场损(燃煤发热量下降和燃煤存储数量根据燃煤保管的特点,由于煤场是露天的,受天气刮风和下雨的影响,加
上煤炭自身的化学特性,电厂煤场储煤存在一定的损失量,一般按缺少 0.5%
考虑;电厂储煤的发热量也会下降,合肥二电厂于 2008 年 4 至 6 月期间先后
对两个煤场的堆煤热值进行的跟踪调查,结果表明燃煤随着存储时间的拉长,
热值呈下降趋势,尤其在开始的 20 天,热值下降 1MJ/Kg 折合为 239 大卡, 而
后变化则较小(详见图 2-3),热值在前 20 天下降 239 大卡相当于总热值减少
5%。 燃煤的搬运和储存费为电厂铁路专用线运营费用 297 万元/年、运煤车翻
卸费 68 万元/年、列检费 4 元/辆(1 辆车 70 吨)、煤车扫煤费 20 万元/年、自
备列综合费用为 25.01 元/吨。我们按照 2008 年 10 月份购入成本举例计算:燃
煤存储数量缺少费用为 0.5%与新集和淮北煤矿购煤单价相乘分别为 2.54、
2.55、2.68 元/吨,质量下降费用为 5.0%与购煤单价相乘为 25.41、25.47、26.85
元/吨,每年厂内搬运和存储等费用合计为 32.7 元/吨,由于联合发电公司的流
动资金为建行贷款,按照 2008 年 6 月 25 日的贷款年利率 7.83%计算,燃煤保
管的间接费用分别为 39.8、39.89、42.04 元/吨。现将合肥二电厂 2008 年 10
月份燃煤保管成本分汇总如下:
12
20 天为 0.29 元/吨天或 0.0112 元/吨小时,超过 20 天多余天数为 0.18 元/吨天
或 0.008 元/吨小时。
为了方便计算和及时更新,通过对合肥二电厂历年燃煤保管成本分析得出
专用线等其它费用随着煤价的上涨也相应上涨,约占总保管费用的 55%,故保
管费用可以按照公式: 燃煤购入成本 × ( 0.0783+0.05+0.005)×(1+55%)来计算,
其中 0.0783 为银行贷款利息,0.05 为存煤热量损耗,0.005 为存煤数量损耗,
55%为其它费用。计算得出:2008 年 1-9 月份及 10-12 月份燃煤前 20 天储存
单位保管费用分别为 0.25 和 0.29 元/吨天,20 天以后储存单位保管费用分别为
0.16 和 0.18 元/吨天。
为保证数据的准确性,合肥二电厂燃煤库存管理模型中,我们将对燃煤保
管成本中其它费用所占比例予以及时计算和更新。
(4)缺货成本
从前面电厂供应链特点的介绍可以看出,电厂的热力工艺系统和电力供应
系统都是连续运转,不可能存在任何的半成品和产成品的库存来对需求的波动
起到缓冲和调节作用。从电力不能储存、即时供需平衡特点的产品特性来说,
合肥二电厂的供应降低必将由其他电厂占据相应的缺失量,不存在延期交货的
概念,所以电厂的缺货成本主要是失销。缺货必将造成发电机组降低生产能力
甚至停止生产,对电厂来说缺货成本非常高。由于非计划性地降低生产能力甚
至停机,会造成发电收入减少、机组效率降低、巨额的机组启停费用、投油助
燃、购网电量增加等,甚至会受到电网公司的处罚。因此,对电厂来说缺货造
成的成本影响很大,是要尽量避免和克服的。
电厂在控制燃煤库存的时候,当燃煤库存减少时,往往通过降低发电机组
的出力来控制,尽量避免因缺煤而造成发电机组停机运行,因为电厂发电机组
重新起动一次将损失 300 多万的费用,所以在考虑燃煤缺货成本时仅考虑因缺
煤而降低负荷少发电量的情况。计算公式为:
上网电价购入成本
原煤耗率
吨原煤
× 94%×
1
其中 94%为合肥二电厂销售的上网电量在发电量中所占比例(其余 6%为
电厂自用和输出线路损耗)。我们按合肥二电厂 2008 年 10 月平均上网电价 0.43
元/千瓦时举例计算,2008 年 10 月份燃煤库存的缺货成本为 332 元/吨。在实
际计算中,每月根据不同上网电价和燃煤购入成本,缺货成本有所不同。2008
年 1-6、7、8、9、10-12 月的缺货成本分别为 343、367、377、396 和 332 元/
吨。
2.4 电厂燃煤库存成本控制的着手点
从电厂燃煤库存对电厂成本的分析可以看出,燃煤库存的保管费用和缺货成本是成本控制的主要项目。保管费用主要是库存管理模型确定的问题,而缺
货成本主要是在确定的库存管理模型下,考虑订货的订货前置时间、订货周期、
订货量、面对需求变动对应的服务水平和安全库存的问题,所以为使电厂燃煤
库存的成本最小,控制燃煤库存的着手点在于确定库存管理的控制模型和在确
定库存管理控制模型下研究订货点以维持安全库存。后面章节中将着重研究合
肥二电厂燃煤库存管理控制模型的建立,并在确定的库存控制模型下提出订货
前置时间、订货周期、订货量、面对需求变动对应的服务水平和安全库存的确
定方法和计算,以得出具有可操作性的电厂燃煤库存管理具体措施。 合肥二电厂的内部供应链分析
2. 1 合肥二电厂概况
(1)简介
合肥第二发电厂是由中外合资安徽省合肥联合发电有限公司(“联合发电公
司”)筹资、建设并承担经营管理的能源基础设施项目,是安徽省“九五”计划
的重点工程,也是合肥市有史以来最大的基础工业和利用外资项目。电厂位于
合肥肥东县桥头集镇境内,西距合肥市区 18 公里,厂区占地面积为 38.5 公顷。
电厂一期工程为两台 35 万千瓦燃煤机组,发出的电力通过升压变压器升压后
接入合肥市 220kV 环网。项目总投资 46.39 亿元,其中 75%为银行融资贷款,
还款期 12 年,电厂运营期还本付息压力较大。
电厂始建于 1997 年 9 月,两台机组分别于 2001 年 6 月 18 日和 8 月 21 日
移交商业运营,截止目前运行情况良好。二期扩建两台 100 万燃煤发电机组正
在申请国家发改委立项。
(2)生产工艺流程介绍
电厂的原材料原煤从煤矿开采以后,通过铁路专用线或其它运输方式运至
电厂,再经过输煤皮带和堆取料机将煤卸至电厂储煤场。当电厂发电机组发电
时,用堆取料机从储煤场取煤,通过皮带传输至锅炉的原煤仓,原煤仓中的煤
经过给煤机送煤给磨煤机,磨煤机将煤磨成煤粉后通过具有一定压力的空气吹
到锅炉炉膛燃烧。通过炉膛中燃煤燃烧加热锅炉水冷壁中的水,水受热后蒸发、沸腾产生蒸
汽,蒸汽经过进一步加热形成高温高压的过热蒸汽,推动汽轮机旋转,汽轮机
带动同轴的发电机同步旋转,在发电机加上励磁电流后,发电机就发出电力。
过热蒸汽通过放热做功以后冷凝成水,重新被循环水泵打入锅炉加热成蒸汽,
如此不断循环。发电机发出的电力,经电厂升压变压器升压到超电压,进入省
市电力公司管辖的超高压输电网,输电网在某一地区的用户端设有降压变电站7
降压至高压,进入地区的高压电力配电网,最后再在用户处通过再降压为中低
压的市电,由最终用户使用。
除了上述的主要系统外,火电厂还有其它一些辅助生产系统,如水的化学
处理系统、灰浆的排放系统、烟灰的除尘系统等。这些系统与主系统协调工作,
它们相互配合完成电能的生产任务。
从上述燃煤、热力和电力系统的描述可以看出,电厂是一个能量转换的生
产工艺过程。燃煤是一种化石产品,其能量形态为化学能,燃煤在锅炉炉膛内
燃烧,其化学能形态转化为热能形态,通过电厂热力系统中的水和蒸汽作为介
质吸收燃煤燃烧产生的热能,将热能带到蒸汽轮机并转化为机械能,蒸汽轮机
带动发电机发电是将机械能转换为电能。所以电厂中锅炉是化学能转换为热能
的设备,蒸汽轮机是热能转换为机械能的设备,而发电机是机械能转换为电能
的设备,整个电厂是一个能量不断运输和转换的生产过程,凝气式燃煤电厂生
产过程示意图如 2-1 所示。
(3)供应链特点
以上描述可基本勾勒出电厂供应链的构成,电厂作为电能的生产运营单位,
煤矿为电厂生产原材料燃煤的供应方,铁路为燃煤的运输方,电力公司是电厂
产品电能的输送和采购方,电力公司将电能分配销售给最终用户。
电厂供应链的特点:1)不存在产成品的库存,这主要是由电厂的产品电能
的物理特性所决定的,在当今的技术条件下电能还不能被大容量和商业化地储
存,所以电厂发出来的电能必须同时被用户消耗,电力系统每时每刻处于供需
的平衡之中;2)生产中间环节不存在半成品的库存,因为在能量形式的转换
中,热能、机械能和电能都是全额地参与转换,没有中间环节的某种能量形式
的储存;3)由于铁路等运输的不确定性,燃煤的供应不可能与电厂生产流程
所需物料即时匹配,所以煤矿和电厂都设有燃煤储存库,以协调电厂燃煤生产
工艺流程中的物料匹配。
所以可以看出电厂供应链中只有原材料库存管理的问题,没有生产制造中
半成品库存和销售中产成品库存管理问题。
2.2. 合肥二电厂燃煤供应、运输和储存情况
(1)燃煤供应情况
合肥二电厂的燃煤由安徽省电力燃料公司(“省电燃公司”)提供,88%来
自淮南国投新集煤矿,12%来自淮北煤矿,如不足由新集煤矿提供。省电燃公
司长期以来为省内数十家电厂供煤,与煤矿和铁路部门建立了可靠的合作关
系。国投新集集团和淮北矿业集团都是全国 520 家重点企业,这两家企业拥有
的煤矿资源储量丰富,生产能力强,合肥二电厂作为长期的用煤大户,与他们
尤其是国投新集煤矿建立了良好的战略合作伙伴关系。所以对于电厂来说,上游燃煤供应具有非常可靠的能力,电厂的需求变化并不威胁上游供货商的库存
安全,“牛鞭效应”影响可以忽略
[14]
;再考虑电厂没有生产制造中半成品库存
和销售中产成品库存管理问题,所以在合肥二电厂的供应链中,电厂的燃煤库
存管理的研究对维持电厂良好的服务水平,降低电厂生产运营成本具有特别重
要的意义。
(2)燃煤运输储存设计情况
因淮南新集来煤量大,联合发电公司投资购置了 84 节自备列,另租用了
66 节高编车专门用于新集来煤运输,编排 50 节为 1 列,共 3 列往返于煤矿和
电厂之间,每节 70 吨,1 列为 3500 吨。
省电燃公司负责将燃煤装车、通过铁路运至肥东县撮镇站交货,合肥二电
厂通过 5 公里的铁路专用线将煤车接至电厂西围墙外的厂前站,厂前站内设三
股道,编为一股道后进入厂内站。厂内站设有轨道衡对煤车称重,然后进入 7
股道(2 股重车线,2 股轻车线,1 股卸油线,1 股卸货线,1 股检车线)中的
两股重车线。
合肥二电厂的两股重车线上各装有一台最大能力 1750 吨/小时的转子翻车
机,从翻车机到每块煤场各设有运量达 1200 吨/小时的运输皮带,煤场位于厂
内站南侧,设有两块 250×90 米的储煤场,南北布置,每块煤场设计储煤 7.5
万吨,现均设有 120×95 米干煤棚。两个煤场各设有一条输煤皮带线,每条输
煤皮带线上设有堆料能力 1500 吨/小时、取料能力 1000 吨/小时的悬臂式斗轮
堆取料机。按平均用煤每日 5000 吨计算,两块场地可以储存两台 35 万千瓦机
组运行 30 天的用煤。当锅炉用煤时由堆取料机从储煤场取煤,从储煤场到锅
炉的原煤仓设有两条运量 1000 吨/小时的运输皮带,总运输量可达 2000 吨/
小时,每台锅炉设有 6 个原煤仓,共 12 个原煤仓,每个原煤仓的容量为 370
吨,12 个原煤仓的总储煤量为 4440 吨。同时,根据现场设备工况及煤质情况,
也可以直接将来煤通过皮带输送到锅炉的原煤仓。9
从上述的分析中可以看出,电厂的燃煤运送系统的各个环节的运输量是不
能完全匹配的。由于煤车需要及时周转,不可能长时间停靠在卸煤处,要求电
厂尽快卸货完毕,但考虑到工人劳动强度及重型设备维修,一般电厂卸煤的运
输能力为 2000 吨/小时。而电厂锅炉的燃煤消耗率又受制于电厂发电机组的容
量。合肥二电厂两台 35 万千瓦发电机组满负荷运行时,燃煤消耗量约为 309
吨/小时,原煤仓的加煤运输能力为 2000 吨/小时。所以电厂内燃煤系统有着 3
种不同的流量,中间设置储存仓库是必须的,以调节和平衡燃煤系统的各级输
送量。从图 2-2 中可以看出锅炉原煤仓容量较小仅 4440 吨,缓冲时间不足 1
天,对电厂的燃煤库存研究来说意义较小,而储煤场的设计容量达 15 万吨,
缓冲时间可达 32 天,对电厂的燃煤库存优化管理具有重要意义。为便于研究,
所以本研究将忽略原煤仓的库存量而着重研究储煤场燃煤的库存管理问题。
2.3 电厂燃煤库存管理中各种成本的分析
2.3.1 现有库存的成本分析理论
[15]
在管理科学和现代化管理中,一个重要的手段是定量化和数字化的问题,
也就是我们平时所说的“凭数据说话”,而不是凭概念、经验笼统地做出决策。
研究合理存储数量问题也是这样,库存总成本可以分为购入成本、订购(订货)
成本/生产准备成本、保管成本和缺货成本。
(1)购入成本(Purchase Cost)
包括单位购入价格或单位生产成本。对于外购物品,购入成本指单位购入
价格,单位购入成本应包括购价加上运费。
(2)订购成本(Order/Setup Cost)
是指向外部的供应商发出采购订单的成本,通常和订购次数直接有关,而
和订货量无直接关系
[15]
。订购成本包括提出请购单、分析卖主、填写采购订
货单、来料验收、跟踪订货,以及为完成交易所必需的文牍业务等各项费用。
(3)保管成本(Holding Cost)
也称持有成本,主要包括资本成本、税金、保险、搬运、储藏、损耗、陈
旧和变质等项费用。资本成本反映失去的盈利能力或时间机会成本。一般情况
下,存货越多税金越高。而投保的必要性取决于当仓库受到损坏时应赔偿的金
额。
(4)缺货成本(Stock-out Cost)
是由于外部或内部中断供应所产生的,缺货成本包括延期付款成本、当前
利润损失和未来利润损失、停工待料损失。
用户对缺货的反应可以分为延期付款和失销两种类型。在延期付货的情况
下,交货企业一般会采取措施以加速订购物品的到货或进行临时订货,与正常
订货相比,会产生一些额外的费用,如加速费用、手续费用、附加运输费等。而失销情况下,会失去用户,物品的供应由竞争对手取而代之,销售利润损失
和难以定量估计的商益损失就构成了失销费用。
2.3.2 合肥二电厂燃煤库存管理中各项成本分析
(1)购入成本
合肥二电厂目前燃煤采取年度订货会议制度,原则上单位订购成本在年初
确定,运输价格也是一年一定,但近几年随着煤炭市场变化,价格波动较大。
例如:合肥二电厂 2007 年重点煤价为 380 元/吨,2008 年调整为 420 元/吨,
10 月份又调到 480 元/吨,预计近几年煤价波动的情况仍会持续,故购入成本
的计算也应适时予以调整。
我们先按照 2008 年 10 月份煤价来举例分析:5000 大卡燃煤出矿价为 480
合肥二电厂历年燃煤采购成本分析表明运价等其它费用随着煤价的上涨也
相 应 上 涨 , 约 占 总 成 本 的 6.6% , 故 购 入 成 本 的 计 算 公 式 为 :
煤炭出矿价 ( 1+6.6%)。2008 年 1-9 月份及 10-12 月份燃煤购入成本分别为 448
和 512 元/吨。
为保证数据的准确性,合肥二电厂燃煤库存管理模型中,我们将对燃煤购
入成本中其它费用所占比例予以及时计算和更新。
(2)订购成本
由于燃煤每年订购总量,且每次进厂进行计量和化验的费用都是一定的,
所以订购成本年内基本也是确定的。其主要构成是每次全国燃煤订货会签订合
同前所做工作的费用,以及每次订货周期下订单费用、入场煤样计斤和计质检
验的费用,一般订货会签订合同费用不超过 10 万元,按 10 万元计,可以确
定订货周期后分摊到每一次订货费用,综合考虑合同签订费用,每次订货周期
下订单费用和入场煤计斤和计质检验的费用,电厂燃煤订购成本为 1.5 万元/
次。
(3)保管费用
电厂燃煤保管的直接费用主要为燃煤的搬运和储存的人工机具使用和维护
的费用、以及储煤场露天存放所造成的场损(燃煤发热量下降和燃煤存储数量根据燃煤保管的特点,由于煤场是露天的,受天气刮风和下雨的影响,加
上煤炭自身的化学特性,电厂煤场储煤存在一定的损失量,一般按缺少 0.5%
考虑;电厂储煤的发热量也会下降,合肥二电厂于 2008 年 4 至 6 月期间先后
对两个煤场的堆煤热值进行的跟踪调查,结果表明燃煤随着存储时间的拉长,
热值呈下降趋势,尤其在开始的 20 天,热值下降 1MJ/Kg 折合为 239 大卡, 而
后变化则较小(详见图 2-3),热值在前 20 天下降 239 大卡相当于总热值减少
5%。 燃煤的搬运和储存费为电厂铁路专用线运营费用 297 万元/年、运煤车翻
卸费 68 万元/年、列检费 4 元/辆(1 辆车 70 吨)、煤车扫煤费 20 万元/年、自
备列综合费用为 25.01 元/吨。我们按照 2008 年 10 月份购入成本举例计算:燃
煤存储数量缺少费用为 0.5%与新集和淮北煤矿购煤单价相乘分别为 2.54、
2.55、2.68 元/吨,质量下降费用为 5.0%与购煤单价相乘为 25.41、25.47、26.85
元/吨,每年厂内搬运和存储等费用合计为 32.7 元/吨,由于联合发电公司的流
动资金为建行贷款,按照 2008 年 6 月 25 日的贷款年利率 7.83%计算,燃煤保
管的间接费用分别为 39.8、39.89、42.04 元/吨。现将合肥二电厂 2008 年 10
月份燃煤保管成本分汇总如下:
12
20 天为 0.29 元/吨天或 0.0112 元/吨小时,超过 20 天多余天数为 0.18 元/吨天
或 0.008 元/吨小时。
为了方便计算和及时更新,通过对合肥二电厂历年燃煤保管成本分析得出
专用线等其它费用随着煤价的上涨也相应上涨,约占总保管费用的 55%,故保
管费用可以按照公式: 燃煤购入成本 × ( 0.0783+0.05+0.005)×(1+55%)来计算,
其中 0.0783 为银行贷款利息,0.05 为存煤热量损耗,0.005 为存煤数量损耗,
55%为其它费用。计算得出:2008 年 1-9 月份及 10-12 月份燃煤前 20 天储存
单位保管费用分别为 0.25 和 0.29 元/吨天,20 天以后储存单位保管费用分别为
0.16 和 0.18 元/吨天。
为保证数据的准确性,合肥二电厂燃煤库存管理模型中,我们将对燃煤保
管成本中其它费用所占比例予以及时计算和更新。
(4)缺货成本
从前面电厂供应链特点的介绍可以看出,电厂的热力工艺系统和电力供应
系统都是连续运转,不可能存在任何的半成品和产成品的库存来对需求的波动
起到缓冲和调节作用。从电力不能储存、即时供需平衡特点的产品特性来说,
合肥二电厂的供应降低必将由其他电厂占据相应的缺失量,不存在延期交货的
概念,所以电厂的缺货成本主要是失销。缺货必将造成发电机组降低生产能力
甚至停止生产,对电厂来说缺货成本非常高。由于非计划性地降低生产能力甚
至停机,会造成发电收入减少、机组效率降低、巨额的机组启停费用、投油助
燃、购网电量增加等,甚至会受到电网公司的处罚。因此,对电厂来说缺货造
成的成本影响很大,是要尽量避免和克服的。
电厂在控制燃煤库存的时候,当燃煤库存减少时,往往通过降低发电机组
的出力来控制,尽量避免因缺煤而造成发电机组停机运行,因为电厂发电机组
重新起动一次将损失 300 多万的费用,所以在考虑燃煤缺货成本时仅考虑因缺
煤而降低负荷少发电量的情况。计算公式为:
上网电价购入成本
原煤耗率
吨原煤
× 94%×
1
其中 94%为合肥二电厂销售的上网电量在发电量中所占比例(其余 6%为
电厂自用和输出线路损耗)。我们按合肥二电厂 2008 年 10 月平均上网电价 0.43
元/千瓦时举例计算,2008 年 10 月份燃煤库存的缺货成本为 332 元/吨。在实
际计算中,每月根据不同上网电价和燃煤购入成本,缺货成本有所不同。2008
年 1-6、7、8、9、10-12 月的缺货成本分别为 343、367、377、396 和 332 元/
吨。
2.4 电厂燃煤库存成本控制的着手点
从电厂燃煤库存对电厂成本的分析可以看出,燃煤库存的保管费用和缺货成本是成本控制的主要项目。保管费用主要是库存管理模型确定的问题,而缺
货成本主要是在确定的库存管理模型下,考虑订货的订货前置时间、订货周期、
订货量、面对需求变动对应的服务水平和安全库存的问题,所以为使电厂燃煤
库存的成本最小,控制燃煤库存的着手点在于确定库存管理的控制模型和在确
定库存管理控制模型下研究订货点以维持安全库存。后面章节中将着重研究合
肥二电厂燃煤库存管理控制模型的建立,并在确定的库存控制模型下提出订货
前置时间、订货周期、订货量、面对需求变动对应的服务水平和安全库存的确
定方法和计算,以得出具有可操作性的电厂燃煤库存管理具体措施。
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