張 瑞 麟

(中國(guó)葛洲壩集團(tuán)第二工程有限公司,四川 成都 610091)

1 概 述

“集中供風(fēng)”這一全新的土石方開(kāi)挖供風(fēng)模式，由原施工方自帶空壓機(jī)分散點(diǎn)供風(fēng)轉(zhuǎn)換為專(zhuān)業(yè)公司組建一個(gè)供風(fēng)站和風(fēng)管網(wǎng)絡(luò)，再由專(zhuān)業(yè)公司統(tǒng)一承包運(yùn)營(yíng)施工現(xiàn)場(chǎng)的用風(fēng)，類(lèi)似現(xiàn)代城市電網(wǎng)供電模式，可實(shí)現(xiàn)土石方開(kāi)挖供風(fēng)的自動(dòng)運(yùn)行和智能控制，既節(jié)能環(huán)保又經(jīng)濟(jì)可靠。目前泄水工程所采用的“集中供風(fēng)”是在二公司范圍內(nèi)首次應(yīng)用，是工程項(xiàng)目供風(fēng)模式的一次全新改革，自2016年二季度開(kāi)始使用以來(lái)，技術(shù)、經(jīng)濟(jì)、管理各項(xiàng)指標(biāo)均為優(yōu)秀，應(yīng)用成功。

集中供風(fēng)系統(tǒng)由空壓機(jī)站、工作參數(shù)檢測(cè)模塊、自動(dòng)控制模塊、智能風(fēng)量表、風(fēng)管網(wǎng)絡(luò)五部分組成。

空壓機(jī)站由14臺(tái)D-150A電動(dòng)空壓機(jī)組成，為整個(gè)系統(tǒng)的總風(fēng)源，總功率1 540 kW，產(chǎn)能336 m3/h。工作參數(shù)檢測(cè)模塊主要由壓差傳感器、電壓傳感器、電流傳感器、溫度傳感器、流量閥構(gòu)成，用于檢測(cè)電路、風(fēng)管、空壓機(jī)等工作參數(shù)并傳回控制模塊。自動(dòng)控制模塊主要由控制臺(tái)、閘閥、斷路器構(gòu)成，用于自動(dòng)控制空壓機(jī)啟閉和各用風(fēng)方閥門(mén)啟閉。智能風(fēng)量表主要由總表和分表兩部分構(gòu)成，總表計(jì)量空壓機(jī)出風(fēng)口風(fēng)量，分表用于記錄用戶實(shí)際用風(fēng)量，并自帶參數(shù)記錄和查詢功能。風(fēng)管網(wǎng)絡(luò)由風(fēng)管、減壓閥、止回閥構(gòu)成，用于輸送壓力風(fēng)，并可自動(dòng)實(shí)現(xiàn)高壓泄壓和消除風(fēng)流體瞬時(shí)震蕩現(xiàn)象。

現(xiàn)代社會(huì)水利水電工程的工程量大、工期緊湊，大量土石方開(kāi)挖需氣動(dòng)機(jī)電設(shè)備器具來(lái)進(jìn)行鉆孔作業(yè)，做好供風(fēng)管理，是實(shí)現(xiàn)項(xiàng)目成本、工期、質(zhì)量三大控制目標(biāo)的強(qiáng)有力保證。2 兩河口電站泄水工程項(xiàng)目?jī)珊涌谒娬疚挥谒拇ㄊ「首沃菅沤h境內(nèi)的雅礱江干流上，為雅礱江中、下游的“龍頭”水庫(kù)，水庫(kù)總庫(kù)容為107.67億m3，調(diào)節(jié)庫(kù)容65.6億m3，電站裝機(jī)容量3 000 MW，多年平均年發(fā)電量110億kWh。

泄洪建筑物與中后期導(dǎo)流建筑物均布置在左岸，從左至右分別為深孔泄洪洞、放空洞(即4號(hào)導(dǎo)流洞)、漩流豎井泄洪洞(由3號(hào)導(dǎo)流洞改建)、洞式溢洪道和5號(hào)導(dǎo)流洞。

泄水工程集中供風(fēng)系統(tǒng)各類(lèi)設(shè)備器具24套，用風(fēng)點(diǎn)17處，風(fēng)管總長(zhǎng)8 km，覆蓋施工區(qū)面積12萬(wàn)m2，系統(tǒng)原值489萬(wàn)元，操作人員4名，管理人員2名，目前共計(jì)供風(fēng)0.79億m3，產(chǎn)值1 185萬(wàn)元。

3 集中供風(fēng)管理與應(yīng)用

集中供風(fēng)系統(tǒng)在泄水工程項(xiàng)目土石方開(kāi)挖“進(jìn)度、節(jié)能、成本、質(zhì)量、安全、信息”6個(gè)方面較原分散點(diǎn)供風(fēng)有明顯進(jìn)步，技術(shù)可靠、經(jīng)濟(jì)效益明顯。

3.1 進(jìn)度管理

集中供風(fēng)系統(tǒng)在工程項(xiàng)目進(jìn)度方面主要在“策劃準(zhǔn)備”和“建設(shè)實(shí)施”兩個(gè)步驟較項(xiàng)目部原供風(fēng)模式在進(jìn)度方面有很大提高。

工程項(xiàng)目在做標(biāo)投標(biāo)和開(kāi)工準(zhǔn)備階段，項(xiàng)目部就可根據(jù)工程施工需要提出施工現(xiàn)場(chǎng)供風(fēng)要求，專(zhuān)業(yè)供風(fēng)公司即可提出一套專(zhuān)業(yè)的現(xiàn)場(chǎng)供風(fēng)方案供項(xiàng)目部參考，經(jīng)招標(biāo)評(píng)審定標(biāo)便可直接投入實(shí)施。項(xiàng)目部即可在此步驟節(jié)省大量時(shí)間，專(zhuān)業(yè)公司也能充分發(fā)揮其專(zhuān)業(yè)水平。同時(shí)，集中供風(fēng)專(zhuān)業(yè)公司大多是私營(yíng)性質(zhì)的中小型公司，在技術(shù)方案、設(shè)備、材料的“策劃、詢價(jià)、購(gòu)置、進(jìn)退場(chǎng)”等流程方面較國(guó)企、大型企業(yè)能充分發(fā)揮其“短、平、快”的優(yōu)點(diǎn)，為項(xiàng)目部節(jié)約大量的準(zhǔn)備時(shí)間和管理成本。

泄水工程項(xiàng)目土石方開(kāi)挖結(jié)束后，集中供風(fēng)專(zhuān)業(yè)公司可按照項(xiàng)目部進(jìn)度要求快速拆除該系統(tǒng)，為后續(xù)施工和作業(yè)快速提供場(chǎng)地，為項(xiàng)目部進(jìn)度安排節(jié)約或壓縮出寶貴工期。

原分散式供風(fēng)，項(xiàng)目部在工程開(kāi)工前，工程部、技術(shù)部都處于眾多方案和施工組織準(zhǔn)備工作中，工作量大、時(shí)間緊迫，還需安排專(zhuān)人針對(duì)供風(fēng)進(jìn)行設(shè)計(jì)，但往往存在因設(shè)計(jì)人員無(wú)施工經(jīng)驗(yàn)或設(shè)計(jì)倉(cāng)促，而造成設(shè)計(jì)與現(xiàn)場(chǎng)不符，導(dǎo)致后期因空壓站、管線等設(shè)計(jì)不合理而存在大量更改或廢棄，致使項(xiàng)目部承擔(dān)返工、窩工、材料損耗等費(fèi)用支出和工期耽誤。并且，設(shè)備頻繁調(diào)撥進(jìn)退場(chǎng)，會(huì)進(jìn)一步占用有限的施工時(shí)間。

集中供風(fēng)由專(zhuān)業(yè)公司承包相應(yīng)的系統(tǒng)設(shè)計(jì)和安裝運(yùn)行，專(zhuān)業(yè)公司可發(fā)揮其專(zhuān)業(yè)特長(zhǎng)，項(xiàng)目部亦可從中受益，不僅有利于縮短工期，還可通過(guò)泄水工程的集中供風(fēng)管理學(xué)習(xí)其專(zhuān)業(yè)知識(shí)和管理技能來(lái)進(jìn)一步拓展企業(yè)實(shí)力。

3.2 節(jié)能管理

集中供風(fēng)系統(tǒng)在節(jié)能方面主要體現(xiàn)在空壓站運(yùn)行和用電較項(xiàng)目部原供風(fēng)模式有很大改進(jìn)。

用于泄水工程可以調(diào)用的自有空壓機(jī)普遍在2000年以前出廠，時(shí)間較早，技術(shù)落后，能耗較高，并且有部分空壓機(jī)螺桿機(jī)機(jī)頭老化，效率降低，其氣量已不能達(dá)標(biāo)。用電量較原設(shè)計(jì)量進(jìn)一步加大，造成能源浪費(fèi)。

自有空壓機(jī)無(wú)聯(lián)控系統(tǒng)，均為工頻機(jī)器，控制方式為單一加卸載，不能做穩(wěn)壓調(diào)解，易造成壓力波動(dòng)，能耗進(jìn)一步上升?？諌簷C(jī)參數(shù)：型號(hào)BS-132G、排氣量23.5 m3、比功率7.3 kW/(m3/min)、電機(jī)功率132 kW。

自有空壓機(jī)控制操作系統(tǒng)無(wú)數(shù)據(jù)檢測(cè)系統(tǒng)，設(shè)備的開(kāi)停均為人工操作。氣量氣壓不達(dá)標(biāo)由人工開(kāi)啟，氣量過(guò)剩則人工關(guān)停，且24小時(shí)需要安排專(zhuān)人值班，進(jìn)一步加劇用電量上升。

泄水工程引進(jìn)集中供風(fēng)系統(tǒng)后，由專(zhuān)業(yè)供風(fēng)隊(duì)伍提供節(jié)能型兩級(jí)壓縮變頻式新式空壓機(jī)，由老式的工頻機(jī)轉(zhuǎn)變?yōu)樽冾l機(jī)，進(jìn)行數(shù)據(jù)化聯(lián)控?？諌簷C(jī)參數(shù)：型號(hào)D-150A、排氣量24m3、比功率6.3 kW/(m3/min)、電機(jī)功率110 kW。

集中供風(fēng)系統(tǒng)所使用的節(jié)能型兩級(jí)壓縮變頻式空壓機(jī)主要在雙級(jí)壓縮機(jī)、雙變頻控制、同軸一體、無(wú)齒輪、無(wú)聯(lián)軸器等方面綜合節(jié)能,較原空壓機(jī)節(jié)省30%，用電量大幅下降。目前集中供風(fēng)系統(tǒng)用電量677萬(wàn)kWh，如采用自有空壓機(jī)用電量預(yù)計(jì)高達(dá)880萬(wàn)kWh，節(jié)能降耗效益顯著。

3.3 成本管理

集中供風(fēng)系統(tǒng)在成本方面主要體現(xiàn)在設(shè)備材料和自動(dòng)運(yùn)行兩個(gè)方面,較項(xiàng)目部原供風(fēng)模式有很大提升。

對(duì)于集中供風(fēng)，項(xiàng)目部提供場(chǎng)地即可，設(shè)備、材料均由專(zhuān)業(yè)供風(fēng)公司提供，項(xiàng)目部在工程開(kāi)工準(zhǔn)備階段不用投入供風(fēng)設(shè)備、材料和相關(guān)成本，管理和施工人員也相應(yīng)減少，既可降低工程前期資金壓力，又可緩解資金周轉(zhuǎn)壓力和降低貨幣利息。集中供風(fēng)實(shí)施階段，整套系統(tǒng)的運(yùn)行維護(hù)均由專(zhuān)業(yè)供風(fēng)公司承擔(dān)，同時(shí)項(xiàng)目部可在供風(fēng)單價(jià)方面(供風(fēng)單位計(jì)量單價(jià)和使用方扣款單價(jià))設(shè)置價(jià)差而賺取利潤(rùn)，既避免了資金壓占，又減少了管理費(fèi)用，相應(yīng)提高了項(xiàng)目部的利潤(rùn)。

集中供風(fēng)系統(tǒng)運(yùn)行時(shí)，在工作參數(shù)檢測(cè)模塊、自動(dòng)控制模塊、智能風(fēng)量表共同作用下，可全程實(shí)現(xiàn)壓力風(fēng)的自動(dòng)開(kāi)關(guān)運(yùn)行和壓力平衡，確保系統(tǒng)實(shí)時(shí)處于設(shè)定的壓力值和產(chǎn)氣量，從而保證空壓站和各閥門(mén)積極響應(yīng)控制信號(hào)，既可避免風(fēng)壓偏高或風(fēng)壓偏低，又可實(shí)現(xiàn)空壓機(jī)的合理開(kāi)閉，減少耗電量，降低設(shè)備運(yùn)行磨損，保證用戶方的風(fēng)壓風(fēng)量。

通過(guò)空壓站總智能風(fēng)量表和各用戶方智能風(fēng)量表實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)的對(duì)比，并在壓力傳感器的共同作用下，可第一時(shí)間發(fā)現(xiàn)風(fēng)管網(wǎng)絡(luò)各大小漏風(fēng)點(diǎn)，從而有效避免壓力風(fēng)的浪費(fèi)。

目前集中供風(fēng)系統(tǒng)供風(fēng)量0.79億m3，用電量消耗474萬(wàn)元，經(jīng)測(cè)算原供風(fēng)模式需消耗電費(fèi)616萬(wàn)元，集中供風(fēng)節(jié)省電費(fèi)142萬(wàn)元，外加相關(guān)人員工資成本和集中供風(fēng)利潤(rùn)，項(xiàng)目部可節(jié)省成本300余萬(wàn)元，經(jīng)濟(jì)效益顯著。

3.4 質(zhì)量管理

集中供風(fēng)系統(tǒng)在質(zhì)量方面主要從“網(wǎng)”和“自動(dòng)風(fēng)壓平衡”兩個(gè)方面較項(xiàng)目部原供風(fēng)模式有極大提升。

首先，集中供風(fēng)的優(yōu)勢(shì)在于將整個(gè)空壓站、供風(fēng)管道、用風(fēng)點(diǎn)連接成一個(gè)整體的網(wǎng)絡(luò)，任何網(wǎng)絡(luò)上的用戶用風(fēng)均可隨時(shí)向系統(tǒng)提取，從而保證隨用隨開(kāi)閘，快捷高效。其次，整個(gè)網(wǎng)絡(luò)通過(guò)空壓機(jī)站、工作參數(shù)檢測(cè)模塊、自動(dòng)控制模塊的聯(lián)動(dòng)，保證網(wǎng)絡(luò)風(fēng)壓實(shí)時(shí)滿足土石開(kāi)挖鉆孔的設(shè)定壓力，并且根據(jù)用戶終端的用風(fēng)量來(lái)反饋控制空壓機(jī)的自動(dòng)啟停。系統(tǒng)工作運(yùn)行中，當(dāng)工作參數(shù)檢測(cè)模塊檢測(cè)到風(fēng)壓風(fēng)量不足或超高時(shí)，工作參數(shù)檢測(cè)模塊立即將此參數(shù)返回自動(dòng)控制模塊，自動(dòng)控制模塊根據(jù)系統(tǒng)設(shè)定的最優(yōu)參數(shù)來(lái)決定空壓機(jī)和泄壓閥的啟閉，保證整個(gè)網(wǎng)絡(luò)壓力的平衡和供風(fēng)量的充足。

3.5 安全管理

集中供風(fēng)系統(tǒng)在安全方面主要從“自動(dòng)控制”“風(fēng)險(xiǎn)轉(zhuǎn)移”“專(zhuān)業(yè)管理”三個(gè)方面較項(xiàng)目部原供風(fēng)模式有所改進(jìn)。

施工現(xiàn)場(chǎng)土石方開(kāi)挖鉆孔作業(yè)用空壓機(jī)供風(fēng)主要有觸電、爆炸(壓力器具)、機(jī)械傷害三方面的安全隱患，原供風(fēng)模式屬于被動(dòng)式管理，一些安全隱患和不穩(wěn)點(diǎn)無(wú)法及時(shí)準(zhǔn)確地預(yù)判，多數(shù)為感官檢查和經(jīng)驗(yàn)判斷，對(duì)于項(xiàng)目安全管理工作存在不利因素。集中供風(fēng)系統(tǒng)是一套智能的全自動(dòng)系統(tǒng)，通過(guò)參數(shù)設(shè)置和傳感器共同作用，可以第一時(shí)間報(bào)警不穩(wěn)定或不安全狀態(tài)。同時(shí)系統(tǒng)可輸出針對(duì)性數(shù)據(jù)，通過(guò)數(shù)據(jù)分析科學(xué)地預(yù)判各種不穩(wěn)定或不安全狀態(tài)，為項(xiàng)目施工安全管理工作提供很大的幫助。

通過(guò)集中供風(fēng)的專(zhuān)業(yè)分包，項(xiàng)目部可以轉(zhuǎn)移部分風(fēng)險(xiǎn)，同時(shí)也通過(guò)集中供風(fēng)系統(tǒng)專(zhuān)業(yè)公司的專(zhuān)業(yè)管理來(lái)降低系統(tǒng)安全隱患數(shù)量和發(fā)生概率，形成共贏局面。

3.6 信息管理

集中供風(fēng)系統(tǒng)在信息方面主要通過(guò)智能風(fēng)表、工作參數(shù)檢測(cè)模塊、自動(dòng)控制模塊三方面的聯(lián)動(dòng)來(lái)達(dá)到用風(fēng)管理信息的精確采集和管理。

在集中供風(fēng)系統(tǒng)的總控制室設(shè)有總控制臺(tái)一座，整個(gè)系統(tǒng)的各類(lèi)運(yùn)行參數(shù)全部反饋到總控臺(tái)上，如空壓機(jī)的電流電壓溫度出口風(fēng)壓風(fēng)量、各類(lèi)閥和傳感器的工作參數(shù)與狀態(tài)、系統(tǒng)始端與終端的壓差、智能風(fēng)表實(shí)時(shí)計(jì)量值等，同時(shí)，對(duì)于異常數(shù)據(jù)的提醒和指出具體的部位，對(duì)整個(gè)系統(tǒng)的運(yùn)行管理提供強(qiáng)大的科學(xué)的數(shù)據(jù)支持，即保證了供風(fēng)質(zhì)量，同時(shí)降低了管理成本投入。

總控臺(tái)可以通過(guò)APP軟件與手機(jī)聯(lián)動(dòng)，可隨時(shí)隨地通過(guò)手機(jī)查閱整個(gè)系統(tǒng)的運(yùn)行情況和具體用戶的用風(fēng)信息，快捷實(shí)用。

智能風(fēng)表自帶運(yùn)行參數(shù)實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)裝置，通過(guò)供風(fēng)網(wǎng)絡(luò)各節(jié)點(diǎn)的風(fēng)表實(shí)時(shí)記錄各點(diǎn)風(fēng)量和風(fēng)壓，既可計(jì)算出管道風(fēng)壓損失，又可實(shí)現(xiàn)管道破損后系統(tǒng)自動(dòng)報(bào)警和啟動(dòng)閥門(mén)關(guān)閉動(dòng)作，從而避免了壓力風(fēng)的浪費(fèi)和空壓機(jī)白白地耗電，節(jié)能環(huán)保。

因集中供風(fēng)系統(tǒng)是壓力自平衡自動(dòng)控制，項(xiàng)目施工現(xiàn)場(chǎng)各隊(duì)伍的用風(fēng)條件基本一致，通過(guò)各隊(duì)伍用風(fēng)量的比較并參考地質(zhì)條件，可有效地反饋出各個(gè)作業(yè)隊(duì)鉆爆作業(yè)效率和管理水平，反過(guò)來(lái)，用數(shù)據(jù)指導(dǎo)作業(yè)隊(duì)改進(jìn)鉆孔作業(yè)，從而實(shí)現(xiàn)成本進(jìn)度雙贏。

集中供風(fēng)系統(tǒng)在管理方面對(duì)于泄水工程項(xiàng)目而言是一次供風(fēng)模式的新探索，通過(guò)以往的供風(fēng)模式和集中供風(fēng)模式的對(duì)比，是水電行業(yè)對(duì)國(guó)家大力提倡“節(jié)能環(huán)保、綠色施工”理念的積極響應(yīng)，也是在“成本、進(jìn)度、質(zhì)量”方面的一次優(yōu)化改進(jìn)，技術(shù)先進(jìn)、經(jīng)濟(jì)合理。

4 結(jié) 論

集中供風(fēng)即是自動(dòng)智能供風(fēng)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)，是一種自風(fēng)壓平衡的供風(fēng)站，通過(guò)壓力閥、自動(dòng)閥門(mén)、智能風(fēng)量表實(shí)現(xiàn)施工用壓力風(fēng)的自動(dòng)生產(chǎn)和供給，節(jié)能環(huán)保高效，可節(jié)約大量生產(chǎn)和管理成本，經(jīng)濟(jì)效益明顯。集中供風(fēng)作為一項(xiàng)全新的項(xiàng)目施工供風(fēng)模式，通過(guò)近兩年的管理摸索和不斷調(diào)整優(yōu)化，各項(xiàng)綜合指標(biāo)優(yōu)秀，一方面為順利完成泄水工程項(xiàng)目控制目標(biāo)提供有力保障，一方面也是新技術(shù)新成果的推廣。