電力設(shè)備全壽命周期成本管理方法

熊云鵬

（浙能天然氣運(yùn)行有限公司，浙江杭州 310051）

0 引言

電力系統(tǒng)的完整性是由其間的各個(gè)環(huán)節(jié)共同協(xié)作而構(gòu)成的[1]。不同的電網(wǎng)環(huán)節(jié)，需要專門的機(jī)構(gòu)進(jìn)行管理和維護(hù)，確保各個(gè)環(huán)節(jié)的運(yùn)行正常。以配電環(huán)節(jié)為例，不同部門管控不同方面，如配電設(shè)備的規(guī)劃、采購(gòu)、安裝、運(yùn)營(yíng)、退役等[2]。一旦某個(gè)環(huán)節(jié)同其他環(huán)節(jié)的協(xié)調(diào)出錯(cuò)，勢(shì)必造成資源的浪費(fèi)，更會(huì)威脅配電環(huán)節(jié)的安全運(yùn)行。在實(shí)踐中，各個(gè)部門在工作時(shí)，往往只考慮自己的環(huán)節(jié)，只能實(shí)現(xiàn)自己環(huán)節(jié)的最優(yōu)化，缺乏全局意識(shí)。因此，實(shí)踐中很難達(dá)到全局最優(yōu)或者全壽命周期最優(yōu)[3]。對(duì)電力設(shè)備后期的擴(kuò)建和改造十分不利，對(duì)電力企業(yè)成本控制和科學(xué)決策也有不良影響。

1 全壽命周期成本管理概述

1.1 壽命周期

任何設(shè)備都是有“壽命周期”，具體指的是從規(guī)劃設(shè)計(jì)設(shè)備開(kāi)始，一直到設(shè)備報(bào)廢為止的過(guò)程[4]。因此，從長(zhǎng)度上以及定義上，可以將設(shè)備的“壽命周期”具體分為4 個(gè)大類。

1.1.1 使用壽命

設(shè)備的自然壽命也稱使用壽命，是指設(shè)備物理上的壽命。具體是指從設(shè)備投運(yùn)開(kāi)始，一直到設(shè)備因?yàn)槲锢碓蚨荒苁褂?，最終進(jìn)行設(shè)備報(bào)廢為止的這段時(shí)長(zhǎng)。一般來(lái)說(shuō)，除了特殊原因，否則設(shè)備的使用壽命是固定的。

1.1.2 技術(shù)壽命

如果說(shuō)，使用壽命反映的是設(shè)備使用的過(guò)程，技術(shù)壽命則反映的是設(shè)備在使用過(guò)程中的磨損過(guò)程。具體指從設(shè)備投運(yùn)開(kāi)始，一直到設(shè)備因?yàn)槟p原因而不能使用，最終進(jìn)行設(shè)備報(bào)廢為止的這段時(shí)長(zhǎng)。不同于使用壽命，設(shè)備的技術(shù)壽命可以因不斷提高的制造工藝而得以延長(zhǎng)。因此，在設(shè)備的技術(shù)壽命表現(xiàn)為動(dòng)態(tài)的變量。延長(zhǎng)的技術(shù)壽命可以讓新設(shè)備在舊設(shè)備被淘汰前進(jìn)行替換。對(duì)設(shè)備技術(shù)壽命的確定，可以提高設(shè)備的經(jīng)濟(jì)性。

1.1.3 折舊壽命

不同于使用壽命和技術(shù)壽命，設(shè)備的折舊壽命表達(dá)的是設(shè)備的剩余價(jià)值。具體指從設(shè)備投運(yùn)開(kāi)始，設(shè)備的剩余價(jià)值就一直在變小，當(dāng)設(shè)備的剩余價(jià)值為零時(shí)，這段時(shí)期稱為折舊壽命。需要注意的是，折舊壽命≠使用壽命。在實(shí)踐中，常常出現(xiàn)設(shè)備使用壽命沒(méi)到，但折舊壽命已過(guò)的情況。以我國(guó)現(xiàn)行的設(shè)備折舊辦法為例，大部分情況下是將折舊壽命等同于使用壽命，造成設(shè)備折舊率低，折舊年限長(zhǎng)的情況。

1.1.4 經(jīng)濟(jì)壽命

設(shè)備的經(jīng)濟(jì)壽命設(shè)備經(jīng)濟(jì)性的一種體現(xiàn)。具體指從設(shè)備投運(yùn)開(kāi)始，到設(shè)備經(jīng)濟(jì)性不在、或設(shè)備運(yùn)行成本增加時(shí)，這段時(shí)期稱為設(shè)備的經(jīng)濟(jì)壽命。具體來(lái)說(shuō)，在經(jīng)濟(jì)前景分析中，一臺(tái)設(shè)備被另一臺(tái)設(shè)備替代所經(jīng)歷的時(shí)間。在計(jì)算中，一般用設(shè)備總成本最低值出現(xiàn)時(shí)對(duì)應(yīng)的時(shí)間作為該設(shè)備的經(jīng)濟(jì)壽命。

1.2 壽命周期成本分析法及分析步驟

在明確設(shè)備各種壽命周期所代表的含義后，進(jìn)行項(xiàng)目中與設(shè)備有關(guān)的決策，可以采取壽命周期成本分析法，以此為輔助手段，進(jìn)行最終方案的選擇[5]。在進(jìn)行壽命周期成本分析時(shí)，需要考慮整個(gè)壽命周期內(nèi)設(shè)備的投入、運(yùn)行、維護(hù)和最終處置成本及費(fèi)用。具體來(lái)說(shuō)，需要提供工程設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)、設(shè)備的可靠性與維修性、設(shè)備的價(jià)格以及使用設(shè)備過(guò)程中的運(yùn)行數(shù)據(jù)、操作數(shù)據(jù)和后期維修、保障的數(shù)據(jù)[6]。如圖1 所示。

圖1 壽命周期費(fèi)用分析所需數(shù)據(jù)

此外，還可以采取施耐德電氣設(shè)備全壽命周期管理5 步曲（圖2）。①明確電力設(shè)備全壽命周期成本分析的任務(wù)和目標(biāo)；②列出設(shè)備運(yùn)行期間，可以完成項(xiàng)目的多種方案；③明確設(shè)備全壽命周期成本分析所要評(píng)價(jià)的要素以及量化方法；④提供科學(xué)、合理的設(shè)備全壽命周期成本評(píng)價(jià)方案；⑤依據(jù)研究結(jié)果，編制電力設(shè)備全壽命周期成本評(píng)價(jià)報(bào)告。

2 全壽命周期成本管理應(yīng)用于電力設(shè)備管理的意義

同傳統(tǒng)的概念和方法相比，全壽命周期成本管理應(yīng)用于電力設(shè)備管理符合當(dāng)前設(shè)備運(yùn)行的經(jīng)濟(jì)性，可以有效提高企業(yè)的資源合理分配[7]。在實(shí)踐中，全壽命周期成本管理具有以下特點(diǎn)：

（1）除了要考慮設(shè)備的初始所需費(fèi)用之外，還需將設(shè)備的技術(shù)壽命、折舊壽命和經(jīng)濟(jì)壽命考慮在內(nèi)。

（2）研究設(shè)備可行性之前，需要對(duì)設(shè)備的各種壽命周期加以考慮。

（3）對(duì)設(shè)備全壽命周期費(fèi)用的考量，作為主要因素與其他技術(shù)規(guī)定一樣，設(shè)計(jì)開(kāi)發(fā)之初就應(yīng)考慮。

（4）深入研究初始成本與運(yùn)營(yíng)維護(hù)成本之間的權(quán)衡，系統(tǒng)效用與全壽命成本之間的合理權(quán)衡，以及生命周期成本與開(kāi)發(fā)設(shè)置所需時(shí)間之間的合理有效的權(quán)重分配。

（5）為達(dá)到最佳權(quán)衡及獲得最佳方案，要選多種方案對(duì)系統(tǒng)各組成部分進(jìn)行論證。

（6）準(zhǔn)備可利用的費(fèi)用數(shù)據(jù)庫(kù)。

上述各點(diǎn)的滿足情況直接決定了全壽命周期成本的評(píng)價(jià)結(jié)果。如果以上各要點(diǎn)不充分，則全壽命周期成本分析不會(huì)對(duì)正確的決策提供指導(dǎo)。

圖2 施耐德電力設(shè)備全壽命周期管理5 步曲

3 全壽命周期成本管理的具體應(yīng)用

3.1 重視電力設(shè)備的安裝與維護(hù)

根據(jù)目前的計(jì)劃維護(hù)系統(tǒng)，對(duì)電力設(shè)備進(jìn)行4 年大修和2年小修，平時(shí)需要進(jìn)行故障修復(fù)工作，導(dǎo)致設(shè)備的過(guò)度維護(hù)。從某種意義上說(shuō)，將大大縮短電力設(shè)備的使用壽命。為了保證電力設(shè)備運(yùn)行的持續(xù)與高效，必須以預(yù)防為主，將故障檢修和狀態(tài)檢修同期進(jìn)行。在電力機(jī)械生產(chǎn)運(yùn)維中，應(yīng)用全壽命管理，建立電力設(shè)備的履歷表，通過(guò)履歷表對(duì)現(xiàn)有的電力機(jī)械設(shè)備的使用情況、機(jī)械壽命做到一目了然，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)有效管理。如表1 所示。

表1 大型電力機(jī)械投入和使用例表

3.2 將使用過(guò)程中對(duì)電力設(shè)備的影響降到最低

電力設(shè)備在日常運(yùn)行中會(huì)受到各種因素的影響。如在長(zhǎng)期運(yùn)行中，電力設(shè)備因雷擊、風(fēng)暴、復(fù)冰等外界影響；機(jī)械轉(zhuǎn)子運(yùn)作過(guò)程中發(fā)生碰撞產(chǎn)生機(jī)械疲勞等，最終導(dǎo)致機(jī)械的壽命周期縮短，嚴(yán)重的甚至造成電力設(shè)備發(fā)生安全和運(yùn)行事故，增加維修成本。依據(jù)全壽命成本管理，采取機(jī)械“浴盆曲線”原則（圖3），分析設(shè)備的早期故障、偶發(fā)故障以及耗損故障，做到定期有針對(duì)性的檢查，將使用過(guò)程中對(duì)電力設(shè)備的影響降到最低。

3.3 實(shí)施狀態(tài)監(jiān)測(cè)與故障診斷

圖3 浴盆曲線

旋轉(zhuǎn)機(jī)械轉(zhuǎn)子系統(tǒng)因其復(fù)雜的特性和支撐條件，在運(yùn)行過(guò)程中常常受到非線性因素的影響，導(dǎo)致發(fā)生各種故障，影響旋轉(zhuǎn)機(jī)械壽命的同時(shí)，還會(huì)造成安全隱患和安全事故。

不斷進(jìn)步的光纖與傳感技術(shù)，使電力設(shè)備運(yùn)行維護(hù)中開(kāi)始大力應(yīng)用電子信息技術(shù)。在電力設(shè)備生產(chǎn)運(yùn)維中，系統(tǒng)監(jiān)控起著重要的作用。應(yīng)用現(xiàn)代的系統(tǒng)監(jiān)控，不僅節(jié)省人力，對(duì)提升電力設(shè)備的檢修效率也有巨大的作用。在實(shí)踐中，通過(guò)系統(tǒng)監(jiān)控實(shí)現(xiàn)全方位、多維度診斷電力設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)，節(jié)省大量的設(shè)備檢修與維護(hù)時(shí)間。以美國(guó)和英國(guó)為例，應(yīng)用全壽命管理前后機(jī)械維修費(fèi)用支出明顯減少（表2）。

表2 應(yīng)用全壽命管理前后機(jī)械維修費(fèi)用支出

4 結(jié)語(yǔ)

綜上所述，我國(guó)電力企業(yè)在現(xiàn)階段的發(fā)展具備規(guī)模大、增長(zhǎng)快以及種類多的特點(diǎn)。因此，對(duì)企業(yè)設(shè)備有著完好率以及可持續(xù)利用率的高要求。為此，需要相關(guān)從業(yè)人員，在實(shí)踐工作中總結(jié)經(jīng)驗(yàn)，為電力設(shè)備全壽命周期管理提供更好的方法。電力設(shè)備全壽命周期成本管理方法正是基于此開(kāi)發(fā)出來(lái)。在實(shí)踐中，應(yīng)用電力設(shè)備全壽命周期成本管理方法可以有效協(xié)調(diào)資產(chǎn)管理水平，提高運(yùn)營(yíng)效率、轉(zhuǎn)變管理方式、優(yōu)化電網(wǎng)資產(chǎn)成本效益、提升資產(chǎn)質(zhì)量、延長(zhǎng)設(shè)備使用壽命。