福建淺海區(qū)域海上風電風機吊裝作業(yè)成本測定

吳建鵬

（上?？睖y設計研究院有限公司，上海 200335）

近年來，中國海上風電迎來快速發(fā)展期，在海上風電大規(guī)模裝機的趨勢下，國家與地方逐步取消上網(wǎng)電價補貼，以及采用“競價”上網(wǎng)的措施，海上風電建設成本將是制約規(guī)模發(fā)展的一大因素。其中風機吊裝施工是海上風電施工的重要組成部分，且吊裝施工費用占比施工總費用比例較大。目前，行業(yè)中對吊裝成本測算依據(jù)主要來源于行業(yè)定額及企業(yè)自身費用估算指標，行業(yè)定額及費用估算指標相對粗略且滯后，無法及時適應海上風電深遠海、大機型的發(fā)展趨勢。通過對實際吊裝作業(yè)成本測定，也為后續(xù)項目吊裝成本估算提供參考思路。

1 項目概況

福建興化灣某海上風電項目位于興化灣北部，離岸距離5 km，理論水深10 m,面積約18.5 km2。風場擬布置45 臺風機，其中包括32 臺6.375 MW風電機組、2 臺8 MW 風電機組、10 臺5 MW 風電機組、1 臺10 MW 風電機組，裝機容量280 MW。此次風機吊裝樣本選取8 臺單機容量6.375 MW風電機組、輪轂高度89 m、基礎形式為高樁承臺的樣本進行數(shù)據(jù)跟蹤記錄。該機型吊裝方式為單葉片式吊裝，即機艙和輪轂先預組裝，吊裝現(xiàn)場完成塔筒吊裝后，進行機艙和輪轂起吊，最后3 只葉片逐個吊裝，吊裝流程見圖1。

圖1 單葉片式吊裝流程圖

2 風機吊裝有效作業(yè)時間測定

根據(jù)現(xiàn)場測定安排，自交通船出海到交通船回岸期間均為風機吊裝作業(yè)時間，期間安排專人進行跟蹤記錄。根據(jù)海上風電吊裝施工特點、審定的施工組織方案，結合現(xiàn)場施工條件及工藝，1臺完整吊裝工作分為塔筒吊裝、機艙吊裝、輪轂吊裝、葉片吊裝等4 個工序。通過采用工作日寫實法，完整記錄吊裝工作的持續(xù)時間，現(xiàn)場專人分別據(jù)實記錄8 臺風機吊裝樣本的作業(yè)時間，見表1。

根據(jù)海上風電吊裝施工特點，海上吊裝作業(yè)施工作業(yè)受風力、涌浪等因素影響大，在作業(yè)期間產(chǎn)生停工時間；其次，由于人為操作不當、機械（船舶）發(fā)生故障、材料準備不及時、施工安排不合理等產(chǎn)生停工時間；同時，考慮船舶機械的加油、加水、正常維修保養(yǎng)，以及工人的正常休息等停工時間。在分析停工時間時，合理區(qū)分有效時間與損失時間，剔除損失時間即為風機吊裝的有效作業(yè)時間，風機吊裝有效作業(yè)時間見表1。

表1 風機吊裝作業(yè)持續(xù)與有效作業(yè)時間表 h

3 風機吊裝樣本有效性判定

為了減少其他個別突發(fā)因素對吊裝有效作業(yè)時間的影響，采用控制圖法對8 個吊裝樣本的有效作業(yè)時間進行判定，剔除無效樣本的影響，最大限度保證吊裝作業(yè)時間的可參考性。

1）計算樣本平均值：

2）確定樣本控制系數(shù)，參考相關行業(yè)及規(guī)范，同時結合海上風電吊裝特點，k取值為35%。

3）計算樣本控制上限和控制下限：

X上限=Xˉ(1+k)=81.66，X上限=Xˉ(1-k)=39.32。

4）繪制樣本控制圖，見圖2。

圖2 風機吊裝作業(yè)樣本控制圖

5）經(jīng)判定，8 個樣本均為有效樣本。根據(jù)現(xiàn)場記錄數(shù)據(jù)進行統(tǒng)計計算，得出各施工過程作業(yè)平均耗時表，見表2。

表2 施工過程作業(yè)平均耗時表

4 資源投入測定

根據(jù)現(xiàn)場測定記錄和數(shù)據(jù)，統(tǒng)計分析整個風機吊裝作業(yè)過程中人工、材料、機械（船舶）等資源的配置及投入情況。

1）人工投入

該項目現(xiàn)場吊裝施工班組人員配置為技術員2 人、帶班2 人、普工15 人。

2）材料投入

該項目吊裝作業(yè)投入材料主要有鋼絲繩（索具）、吊帶、纜風繩及其他材料。

3）機械（船舶）投入

該項目吊裝作業(yè)機械（船舶）配置為1 200 t 自升式起重平臺船、5 000 t 運輸船、600 HP 交通船各1艘，拉伸泵、液壓扳手、電動扳手各2臺。因1 200 t自升式起重平臺船能夠獨立完成風機吊裝作業(yè)，無需再額外配置拖輪、錨艇等輔助船組。

5 資源消耗量測定

根據(jù)現(xiàn)場記錄情況分析，風機吊裝作業(yè)除了臺風、大風大浪、部分法定節(jié)日、疫情影響之外，一般都可以施工或者對施工影響較小，根據(jù)施工現(xiàn)場作業(yè)實際情況，統(tǒng)計了2019 年9 月—2020 年8月完整一年之內的實際施工作業(yè)天數(shù)。2019 年9月—2020 年8 月總計天數(shù)365 d，實際作業(yè)天數(shù)230 d，窗口期計算為365/230=1.59，故在實際成本計算中應合理考慮365/230=1.59 的吊裝作業(yè)施工窗口期調整系數(shù)。根據(jù)現(xiàn)場實測數(shù)據(jù)，分析各樣本人工、材料、船機艘（臺）時消耗，再算術平均作為實測平均消耗。

1）人工消耗量

實測現(xiàn)場平均消耗人工168.84工日/臺，計算時另考慮1.59的吊裝作業(yè)施工窗口期調整系數(shù)。

2）材料消耗量

現(xiàn)場材料消耗分為周轉性材料消耗和消耗量材料消耗，周轉性材料按照全場總投入量除以風機臺數(shù)得出單臺風機的攤銷量，消耗量材料根據(jù)現(xiàn)場實測材料消耗確定。經(jīng)計算，鋼絲繩（索具）平均攤銷134 kg/臺，吊帶（12 t）平均攤銷10 m/臺，纜風繩及其他少量易耗材料計入其他材料費中，因材料消耗量與天氣等自然狀況無關，故材料消耗按實際計算，不再考慮吊裝作業(yè)施工窗口期調整系數(shù)。

3）機械（船舶）消耗量

實測現(xiàn)場平均交通船（600 HP）消耗0.35 艘班/臺、自升式起重平臺船（1 200 t）7.56 艘班/臺、拉伸泵3 臺班/臺、液壓扳手4.32 臺班/臺、電動扳手6.78 臺班/臺，計算時另考慮1.59 的吊裝作業(yè)施工窗口期調整系數(shù)。

6 取費設置

1）基礎價格及直接費取費

人工單價按照NB/T 31009-2019《海上風電場工程設計概算編制規(guī)定及費用標準》計取，即325 元/工日。材料單價按照當?shù)毓贾笇r及市場詢價綜合取定，即鋼絲繩（索具）6.5 元/kg、吊帶（12 t）1 600 元/m。機械（船舶）艘臺班費按照NB/T 31008-2019《海上風電場工程概算定額》計取，其中定額中無自升式起重平臺船（1 200 t）的艘臺班費價格，其艘臺班費計算參考1 000 t 和800 t 定額艘臺班費，采用線性內插法計算。其他直接費取費按照NB/T 31 009-2019 計取。

2）間接費及稅金取費

間接費及稅金取費按照NB/T 31009-2019計取。

7 測定成本與行業(yè)定額比較

經(jīng)計算，吊裝測定成本為335.62 萬元/臺，行業(yè)定額價格為408.97 萬元/臺。經(jīng)分析，造成測定成本與行業(yè)定額價格差異的原因主要有以下4點：1）測定樣本的工作范圍與行業(yè)定額工作范圍相比減少了塔筒、風機、葉片的海上裝船運輸、塔筒碼頭預拼裝、調試配合。2）測定樣本選用的風電機組容量為6.375 MW，行業(yè)吊裝定額適用范圍為4.5～6.0 MW。3）船機配置方面，船機費用占比吊裝總費用73%，測定樣本中采用的自升式起重平臺船（1 200 t），自身能夠獨立完成風機吊裝作業(yè)，無需拖輪、拋錨艇等輔助船組配合作業(yè)，而行業(yè)定額則是采用主船加輔助船組配合作業(yè)的模式，相比之下船機獨立作業(yè)顯著提高了船機效率，降低了船機費用。4）福建區(qū)域自然環(huán)境惡劣，施工作業(yè)窗口期較短，一定程度上增加了作業(yè)成本。隨著深遠海、大機型的發(fā)展，普通的風機吊裝船將無法滿足吊裝作業(yè)，采用大噸位的自升式一體起重平臺船也是降低吊裝成本的有效途徑之一。

8 結語

在海上風電逐步深遠海、大機型的發(fā)展趨勢下，行業(yè)定額局限性驟顯，無法及時合理反應吊裝成本，發(fā)承包雙方在吊裝成本控制、投標報價、變更報價及審核方面無合理標準參照，導致出現(xiàn)價格談判困難、定價有失公平、爭議無法解決等難題，直接影響工程推進。如上文所述，合理計算吊裝成本，既能為承發(fā)包雙方在投資測算、成本控制、招標投標、變更審核方面的決策提供參考依據(jù)，也能保證吊裝計價方式有據(jù)可依，對于促進行業(yè)平穩(wěn)健康發(fā)展起到至關重要的作用。