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        淺論全壽命成本的輸電線路設(shè)計措施

        2017-06-20 22:22:28王燦輝
        中國高新技術(shù)企業(yè) 2017年10期
        關(guān)鍵詞:輸電線路成本控制

        摘要:全壽命周期貫穿輸電線路設(shè)計全過程,利用全壽命周期成本理論對輸電線路進(jìn)行工程設(shè)計包括選型、生產(chǎn)、使用及維護(hù)等內(nèi)容,全壽命周期理論的關(guān)鍵是成本分析。文章從影響因素及解決措施出發(fā)進(jìn)行探討,提高輸電線路系統(tǒng)的全壽命,合理控制造價,確保輸電線路安全穩(wěn)定運(yùn)行,實現(xiàn)輸電線路系統(tǒng)的可持續(xù)發(fā)展。

        關(guān)鍵詞:全壽命周期;輸電線路;成本控制;設(shè)計措施;工程設(shè)計 文獻(xiàn)標(biāo)識碼:A

        中圖分類號:TM621 文章編號:1009-2374(2017)10-0189-02 DOI:10.13535/j.cnki.11-4406/n.2017.10.095

        1 概述

        當(dāng)前市場經(jīng)濟(jì)蓬勃發(fā)展,電力企業(yè)屬于我國的民生企業(yè),為滿足社會生產(chǎn)、工業(yè)活動及人民生活需求,對電力系統(tǒng)提出更嚴(yán)苛的要求。為完善和建設(shè)電力系統(tǒng),輸電線路作為電力工程的重要組成部分,是成本控制的重要因素,其設(shè)計成本決定電力工程收益高低,對輸電線路進(jìn)行全壽命周期成本規(guī)劃設(shè)計必不可少,實行全壽命周期管理勢在必行,將全壽命周期理論作為基準(zhǔn)是輸電線路設(shè)計的重大舉措,設(shè)計輸電線路全壽命周期建設(shè),綜合考慮線路導(dǎo)線的安全可靠性,對成本進(jìn)行全面分析,建立優(yōu)化設(shè)計選型方案,充分利用社會資源。

        2 全壽命周期成本概述及設(shè)計內(nèi)容

        全壽命成本是指工程項目建設(shè)全程所用成本的總和,具體包括項目規(guī)劃、方案設(shè)計、施工、運(yùn)行、老化等環(huán)節(jié)的所用費(fèi)用。所謂的全壽命成本分析,就是在工程項目全壽命周期內(nèi),綜合考慮所有環(huán)節(jié)的所用成本,追求的是成本最小化和效益最大化。通過全壽命成本分析,可以帶來較好的經(jīng)濟(jì)效益,優(yōu)化工程項目方案。作為一種經(jīng)濟(jì)評估方式,全壽命成本分析可以應(yīng)用于工程項目方案的優(yōu)選工作中去,分析各方案的經(jīng)濟(jì)性,從中選出最經(jīng)濟(jì)合理的項目方案。

        全壽命周期成本(Life Cycle Cost,LCC)理論的思想是在滿足工程安全性需求,在工程科學(xué)可靠的前提下,控制項目整個生命周期內(nèi)的成本最低的管理過程,具有系統(tǒng)、多階段、多主體及復(fù)雜性的特點(diǎn),建設(shè)項目的整個周期包括系統(tǒng)和設(shè)備的規(guī)劃決策、設(shè)計、實施、運(yùn)行維護(hù)以及退役階段,充分考慮產(chǎn)品除型號、性能等自身特點(diǎn)外,在全壽命周期范圍內(nèi)發(fā)生的改變,確保有效控制產(chǎn)品生產(chǎn)成本,壽命周期與整個建設(shè)項目緊密相結(jié)合,覆蓋整個工程項目,與國家市場經(jīng)濟(jì)倡導(dǎo)的可持續(xù)發(fā)展的科學(xué)發(fā)展觀十分契合。

        工程前期對項目進(jìn)行前期規(guī)劃,多方位優(yōu)化,確保工程效益,進(jìn)行分產(chǎn)品開發(fā)設(shè)計時,充分考慮地質(zhì)、氣象等外界因素條件,選擇合適的設(shè)備類型及數(shù)量,企業(yè)要投入大量人力、資金及技術(shù)等,包括新產(chǎn)品研發(fā)、工藝規(guī)程制定費(fèi)、設(shè)備調(diào)試費(fèi)及原材料等,是產(chǎn)品壽命周期成本消耗最多的主要階段,施工階段生產(chǎn)使用階段,反復(fù)確定設(shè)計方案符合產(chǎn)品質(zhì)量和安全性能要求后方可正式投產(chǎn),制造輸電線要對照產(chǎn)品設(shè)計說明書詳細(xì)審核研究,考慮材料費(fèi)用及加工費(fèi)用等主要生產(chǎn)成本

        因素。

        從全壽命成本概念中,可以知道輸電線路的全壽命成本指的是輸電線路項目在規(guī)劃、建設(shè)、維護(hù)到最后的廢除,全壽命周期內(nèi)發(fā)生的成本總和。在輸電線路設(shè)計中引用全壽命成本分析理念,就要在設(shè)計階段綜合考慮輸電線路全壽命周期內(nèi)的所有環(huán)節(jié),以求相關(guān)因素在全壽命周期內(nèi)都能得到綜合規(guī)劃,優(yōu)化輸電線路設(shè)計方案,既滿足技術(shù)要求,也能降低成本支出。全壽命成本的輸電線路設(shè)計理論在實際應(yīng)用中,應(yīng)著重考慮兩方面內(nèi)容。第一,在全壽命成本分析下的輸電線路設(shè)計,不僅要考慮所有環(huán)節(jié)的成本問題,還要考慮輸電線路在全壽命周期內(nèi)的安全性、經(jīng)濟(jì)性和實用性以及對自然環(huán)境影響,為此進(jìn)行線路設(shè)計時要結(jié)合實際情況,選用恰當(dāng)?shù)氖┕し椒ǎ悦鈱Νh(huán)境造成很大的擾動;第二,基于全壽命成本進(jìn)行輸電線路設(shè)計,需要嚴(yán)格依照全壽命成本方法來分析、研究線路,特別是施工環(huán)節(jié)。由于輸電線路基本暴露在戶外,運(yùn)行消耗、磨損、自然災(zāi)害等原因很容易造成零部件的損傷,影響線路正常運(yùn)行,為此需要考慮各個零部件的壽命,通過多角度分析來實現(xiàn)輸電線路的全壽命成本設(shè)計。

        3 全壽命周期成本設(shè)計策略

        3.1 輸電線路路徑方案的設(shè)計

        基于全壽命成本分析進(jìn)行輸電線路設(shè)計,首要工作就是建立輸電線路的全壽命成本預(yù)測模型。從輸電線路組成看,我們可以知道輸電線路的全壽命成本包括路徑選擇相關(guān)成本、基礎(chǔ)成本、桿塔成本、導(dǎo)線成本、絕緣子成本、金具成本、防雷及接地成本、其他成本;從輸電線路運(yùn)行看,輸電線路的全壽命成本包括建設(shè)成本、檢修巡視成本、更換改造成本、失效成本、線路能耗成本、其他成本。

        3.2 輸電線路路徑方案的設(shè)計

        進(jìn)行輸電線路路徑選擇時,保證人類、自然及環(huán)境的協(xié)調(diào)可持續(xù)發(fā)展,尊崇以人為本原則,從工程角度,可通過工程航測、海拉瓦優(yōu)化路徑等方式確定路徑,依據(jù)全壽命周期成本理論,全面進(jìn)行路徑方案生命周期評估和分析,優(yōu)化路徑。考慮原有地形地貌,盡量避免對植被樹木的破壞,控制房屋拆遷,最大限度地保護(hù)當(dāng)?shù)厝宋暮妥匀画h(huán)境,盡量避讓不良地質(zhì)區(qū)、林區(qū)等,控制線路經(jīng)由重冰及重污染區(qū)域的總長度,盡量避開氣候惡劣地,盡量選擇靠近公路或村舍的路徑,降低施工或者運(yùn)行中遭遇惡劣條件的可能性,提高抵御自然災(zāi)害和突發(fā)事故的能力,確保線路安全穩(wěn)定運(yùn)行。

        3.3 輸電線路絕緣水平

        輸電線路受使用地區(qū)土壤、大氣環(huán)境、季節(jié)氣候情況的影響,其消耗和損耗程度、使用周期不同,導(dǎo)線的材質(zhì)決定導(dǎo)線的絕緣性能,在進(jìn)行輸電線路外部設(shè)計和相關(guān)構(gòu)件時,要考慮爬距、接地材料以及控制線路,關(guān)系到供電及人身安全,能防止事故發(fā)生,決定線路的維修和養(yǎng)護(hù)費(fèi)用。輸電線路的絕緣是保證線路安全的重要前提,選擇恰當(dāng)?shù)慕^緣子能夠避免冰雪覆蓋,抵抗霧閃,污染堆積,防止雷電污閃,按照全壽命周期管理理念,綜合對比檢查絕緣介質(zhì)、型式及材料等因素,通常選擇合理的玻璃、瓷或者復(fù)合絕緣子,增強(qiáng)抵抗風(fēng)險的能力,提高輸電線路工程的效益。

        3.4 分析水文氣候變化影響因素

        在全壽命周期的指導(dǎo)思想下,輸電線路工程設(shè)計初期,進(jìn)行基礎(chǔ)型式選擇及設(shè)計優(yōu)化時,實地踏勘施工線路的地域特點(diǎn),分析氣象、水文地質(zhì)條件,勘測和分析沿線主要不良地質(zhì),主要包括凍土地基、腐蝕性的鹽漬土及滑坡等,將收集數(shù)據(jù)與數(shù)理統(tǒng)計方法結(jié)合,研究和設(shè)計風(fēng)速、導(dǎo)線覆冰情況,針對這些制定相應(yīng)的處理對策及設(shè)計方案,并進(jìn)行科學(xué)合理的調(diào)整,防止由于冰凍、洪水及滑坡等自然災(zāi)害導(dǎo)致的線路破壞,降低運(yùn)行維護(hù)難度,節(jié)省項目后期運(yùn)行及維護(hù)費(fèi)用,充分體現(xiàn)和利用全壽命周期管理理念。

        3.5 科學(xué)合理設(shè)計塔桿

        桿塔是輸電線路的主要支撐結(jié)構(gòu),是確保輸電線路安全穩(wěn)定運(yùn)行的基本組成部分,輸電線路對地面基礎(chǔ)建筑和桿塔的質(zhì)量和壽命、選址和架設(shè)都有較高的要求,在桿塔設(shè)計方案不合理的情況下,施工難度增加,投資成本也相應(yīng)增加,輸電線路選用桿塔種類不符合工程標(biāo)準(zhǔn)需求,則采購成本增加,桿塔質(zhì)量不合格,強(qiáng)度、剛度不滿足工程需求,則運(yùn)行和后期維修花費(fèi)成本將大大提高。針對跨越主干鐵路、電力線路、高速公路及通信線路等,則采用獨(dú)立耐張段并適當(dāng)加強(qiáng)鐵塔,進(jìn)行無約束條件的優(yōu)化排位,對于埡口、高聳及連續(xù)上下山等局部地段的鐵塔進(jìn)行結(jié)構(gòu)設(shè)計時,充分征求施工以及運(yùn)行單位意見,更具實際施工經(jīng)驗,設(shè)計方便施工和運(yùn)行維護(hù)的方案,使工程造價降到最低,將全壽命周期管理的理念貫徹到鐵塔設(shè)計和優(yōu)化過程中,使設(shè)計、施工、運(yùn)行及檢修等全過程方案達(dá)到最優(yōu)化。

        3.6 輸電線路結(jié)構(gòu)優(yōu)化

        近年來,因外力對塔桿進(jìn)行破壞事件常發(fā),由于多數(shù)塔桿、線纜為金屬材質(zhì),造價昂貴,拆卸后進(jìn)行變賣,成為盜竊分子的目標(biāo),影響輸電線路正常運(yùn)行,給電力企業(yè)帶來的經(jīng)濟(jì)損失,因此進(jìn)行輸電線路結(jié)構(gòu)優(yōu)化時,加固桿塔結(jié)構(gòu),從塔橫擔(dān)以下所有螺栓均采用防御螺栓,其他所有螺栓加裝一防松扣緊螺母,提高鐵塔螺栓抗震和防盜能力,減少運(yùn)行期間修補(bǔ)、二次改造費(fèi)用,確保桿塔安全運(yùn)行。

        3.7 建立集成管理體系

        制定項目工程全壽命周期目標(biāo),整合不同時期信息資源,及時處理并與所有參與職能部門進(jìn)行共享,合理分配管理資源,對整個項目的壽命周期進(jìn)行集成管理,但是不同的階段應(yīng)選用不同的管理方式,綜合技術(shù)信息以及軟件功能,充分發(fā)揮全壽命周期集成管理模式的

        優(yōu)勢。

        3.8 事故隱患的預(yù)防設(shè)計

        在輸電線路設(shè)計時,整合現(xiàn)有設(shè)計的相關(guān)資料,根據(jù)實際設(shè)計和投資經(jīng)驗,結(jié)合施工現(xiàn)場的實際條件,包括工程特點(diǎn)、天氣地質(zhì)因素、氣象條件、污區(qū)分布情況等特點(diǎn),對事故隱患進(jìn)行重點(diǎn)優(yōu)化設(shè)計,按照全壽命周期成本理論,對風(fēng)偏、污閃、覆冰及鳥害等常見的事故隱患進(jìn)行分析,尤其考慮高壓輸電線的絕緣和防雷性能設(shè)計,并制定科學(xué)可行的應(yīng)急設(shè)計措施,多角度多方面控制事故發(fā)生,及時有效的處理安全隱患,合理選址選材,并定期進(jìn)行后期維修養(yǎng)護(hù),制定合理的管理維護(hù)方案,減少全壽命周期維護(hù)成本,減少人員傷亡事故安全隱患,有效地控制成本,提高使用周期內(nèi)的使用率,降低線路運(yùn)行的隱患,有效控制運(yùn)行維護(hù)成本。

        4 結(jié)語

        全壽命周期成本是一個嶄新的經(jīng)濟(jì)學(xué)理念,是一種先進(jìn)科學(xué)的管理思想,是電力企業(yè)成本控制關(guān)注的焦點(diǎn),應(yīng)將全壽命周期的設(shè)計理念貫穿于輸電線路設(shè)計全過程中,系統(tǒng)研究輸電線路的全壽命周期設(shè)計相關(guān)理論方法,深入探索輸電線路設(shè)計過程中各個因素與環(huán)節(jié)對整個輸電線路使用周期的影響,構(gòu)建全壽命周期管理體系,采取相應(yīng)的對策與措施,降低全壽命周期成本,創(chuàng)造經(jīng)濟(jì)和社會效益,確保電力工程安全穩(wěn)健運(yùn)行。

        參考文獻(xiàn)

        [1] 全國造價工程師執(zhí)業(yè)資格考試培訓(xùn)教材編審委員會.工程造價管理基礎(chǔ)理論與相關(guān)法規(guī)[M].北京:中國計劃出版社,2010.

        [2] 彭艷,孫昌玲.運(yùn)用全壽命周期成本理論分析工程設(shè)計方案的經(jīng)濟(jì)性[J].建筑科技與管理,2009,(2).

        作者簡介:王燦輝(1982-),男,婁底星源電力勘測設(shè)計有限責(zé)任公司助理工程師,研究方向:輸電線路設(shè)計。

        (責(zé)任編輯:小 燕)

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