火力發(fā)電廠建設(shè)中電纜工程優(yōu)化管理實(shí)踐

孟國(guó)玉

（新疆能源化工有限責(zé)任公司，新疆烏魯木齊 830011）

0 引言

作為某2×660 MW 火力發(fā)電機(jī)組項(xiàng)目的工程總承包（Engineering Procurement Construction，EPC），上海能源科技發(fā)展有限公司在項(xiàng)目建設(shè)期間對(duì)電纜進(jìn)行二次優(yōu)化，通過(guò)“橋架通道三維建模、電纜清冊(cè)數(shù)據(jù)優(yōu)化、電纜定尺定盤(pán)采購(gòu)、電纜出入庫(kù)跟蹤、敷設(shè)過(guò)程分析盤(pán)點(diǎn)”等措施，最終實(shí)現(xiàn)本項(xiàng)目電纜采購(gòu)與使用接近零浪費(fèi)，幫助項(xiàng)目在電纜施工方面取得良好的經(jīng)濟(jì)效益和管理效益。

1 電纜工程優(yōu)化管理實(shí)踐背景

1.1 施工管理階段

在火力發(fā)電廠建設(shè)過(guò)程中，電纜施工一直是工程管理的重點(diǎn)和難點(diǎn)，電纜施工管理主要包括電纜設(shè)計(jì)、電纜采購(gòu)、電纜出入庫(kù)、電纜敷設(shè)和電纜接線5 個(gè)階段，這些環(huán)節(jié)在電纜施工階段的管理中環(huán)環(huán)緊扣，每一個(gè)環(huán)節(jié)在管理方面出現(xiàn)問(wèn)題或亮點(diǎn)，都會(huì)給電纜用量帶來(lái)偏差，進(jìn)而影響整個(gè)工程的造價(jià)。

1.2 施工管理中的問(wèn)題

電纜施工管理在下述各個(gè)環(huán)節(jié)中，往往存在一些管理問(wèn)題：設(shè)計(jì)圖紙電纜數(shù)量與工程實(shí)際使用量存在偏差，無(wú)人校核；電纜采購(gòu)亂上保險(xiǎn)，采購(gòu)量過(guò)多于設(shè)計(jì)量；由于電纜量大、系統(tǒng)復(fù)雜，采購(gòu)審核不仔細(xì)；無(wú)人跟蹤電纜出入庫(kù)及敷設(shè)過(guò)程等。這些管理弊端往往會(huì)造成電纜采購(gòu)過(guò)量和使用混亂。而超出正常使用的電纜，一部分留在盤(pán)柜和橋架中、一部分剩余在倉(cāng)庫(kù)，還有一部分會(huì)被遺失在現(xiàn)場(chǎng)的各個(gè)角落、最終被當(dāng)成垃圾處理。項(xiàng)目結(jié)束工程結(jié)算時(shí)，電纜實(shí)際用量的審核工作量也很大，電纜敷設(shè)單位的申報(bào)量往往多于設(shè)計(jì)量。由于電纜一般為建設(shè)單位采購(gòu)，迫于各種原因電纜結(jié)算會(huì)在沒(méi)劃分責(zé)任單位的情況下妥協(xié)完成。

（1）設(shè)計(jì)環(huán)節(jié)。設(shè)計(jì)院計(jì)算電纜長(zhǎng)度的主要手段是計(jì)算機(jī)輔助計(jì)算電纜（又稱“機(jī)輔電纜”），它主要是通過(guò)電纜主敷設(shè)路徑（電纜槽架）計(jì)算電纜長(zhǎng)度，在電纜主敷設(shè)路徑長(zhǎng)度的基礎(chǔ)上增加一定的裕量，所以開(kāi)列的電纜長(zhǎng)度是一個(gè)概數(shù)。由于設(shè)備位置偏差和電纜橋架路徑的二次設(shè)計(jì)，設(shè)計(jì)電纜清冊(cè)就會(huì)造成部分型號(hào)的富裕和短缺，富裕的短截不能利用，短缺的型號(hào)又要重新采購(gòu)，造成電纜浪費(fèi)。

（2）采購(gòu)環(huán)節(jié)。電纜敷設(shè)單位也盲目增大裕量，電纜供貨商供到現(xiàn)場(chǎng)的電纜出現(xiàn)短米、跳碼問(wèn)題，同時(shí)由于電纜屬于成卷供貨，敷設(shè)時(shí)若不仔細(xì)觀察，出現(xiàn)短米、跳碼的長(zhǎng)度也無(wú)法準(zhǔn)確計(jì)量和追責(zé)，造成采購(gòu)量與到貨量的偏差。

（3）出入庫(kù)環(huán)節(jié)。庫(kù)管單位在電纜出入庫(kù)過(guò)程中管理松散和不能及時(shí)準(zhǔn)確盤(pán)庫(kù)，造成現(xiàn)場(chǎng)電纜型號(hào)的混用及庫(kù)存信息不準(zhǔn)確，無(wú)法保證后期電纜補(bǔ)充采購(gòu)及庫(kù)存代用的準(zhǔn)確性。

（4）敷設(shè)環(huán)節(jié)。由于電纜敷設(shè)在工程建設(shè)中時(shí)間集中且周期較短，電纜敷設(shè)單位很容易對(duì)電纜敷設(shè)路徑交底和過(guò)程跟蹤管理不到位，且當(dāng)出現(xiàn)電纜短米、電纜設(shè)計(jì)長(zhǎng)度不足、設(shè)計(jì)變更增補(bǔ)電纜、電纜被盜等導(dǎo)致電纜數(shù)量、型號(hào)不能滿足現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際需求時(shí)，電纜敷設(shè)單位往往會(huì)虛報(bào)和多報(bào)現(xiàn)場(chǎng)電纜缺量，受限于工期緊張，管理單位沒(méi)有過(guò)多精力去準(zhǔn)確地核實(shí)缺量，將導(dǎo)致增補(bǔ)采購(gòu)多于實(shí)際短缺電纜量而造成浪費(fèi)。

2 電纜優(yōu)化管理實(shí)踐過(guò)程

2.1 基本原則

火力發(fā)電工程中電纜使用主要涉及電氣和熱控兩大專(zhuān)業(yè)，電氣專(zhuān)業(yè)電纜型號(hào)大、單價(jià)高、單根電纜裕量控制要求高，熱控電纜型號(hào)小、敷設(shè)范圍分散、靈活；針對(duì)電、熱電纜設(shè)計(jì)和敷設(shè)各自的特點(diǎn)，電纜施工優(yōu)化管理過(guò)程利用PDCA（Plan-Do-Check-Action，計(jì)劃、實(shí)施、檢查和行動(dòng)）循環(huán)，從電纜優(yōu)化開(kāi)始形成準(zhǔn)確的定尺定盤(pán)清單，根據(jù)工程的施工順序和采購(gòu)周期分批進(jìn)行采購(gòu)，并設(shè)置專(zhuān)人跟蹤電纜出庫(kù)、入庫(kù)、敷設(shè)及定期盤(pán)庫(kù)、補(bǔ)采和代用等過(guò)程，以期最大限度避免上述各管理環(huán)節(jié)中的問(wèn)題（圖1）。

圖1 PDCA 循環(huán)模型

2.2 電纜優(yōu)化過(guò)程

電纜優(yōu)化是電纜施工精細(xì)化管理的最關(guān)鍵環(huán)節(jié)，需要做大量細(xì)致的工作和數(shù)據(jù)分析，并需要進(jìn)行多次現(xiàn)場(chǎng)實(shí)勘，所以本工作要在工程初期，對(duì)現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備位置的把握和后期按預(yù)計(jì)安裝位置的管理尤為關(guān)鍵。

2.2.1 電纜橋架負(fù)荷分析、優(yōu)化

利用設(shè)計(jì)院提供的橋架布置圖、電纜敷設(shè)圖、電纜清冊(cè)和設(shè)備布置圖，建立全廠電纜信息模型，對(duì)全廠電纜橋架進(jìn)行負(fù)荷分析和優(yōu)化（圖2）。具體步驟為：

圖2 電纜、橋架信息模型

（1）統(tǒng)計(jì)全廠節(jié)點(diǎn)段橋架數(shù)量和類(lèi)型。

（2）統(tǒng)計(jì)全廠電纜路徑中包括的節(jié)點(diǎn)段信息。

（3）統(tǒng)計(jì)全廠電纜的規(guī)格型號(hào)（外徑、截面積）。

（4）統(tǒng)計(jì)全廠橋架信息，即節(jié)點(diǎn)段橋架的層數(shù)、規(guī)格。

（5）對(duì)所經(jīng)過(guò)電纜橋架的電纜進(jìn)行分層敷設(shè)。

（6）對(duì)分層后的電纜截面積進(jìn)行求和。

（7）統(tǒng)計(jì)節(jié)點(diǎn)段的橋架截面積。

（8）計(jì)算各節(jié)點(diǎn)段橋架的容積率。

（9）對(duì)不符合設(shè)計(jì)要求的節(jié)點(diǎn)段作專(zhuān)門(mén)分析。

（10）對(duì)初步設(shè)計(jì)的橋架走向及設(shè)計(jì)規(guī)格做優(yōu)化調(diào)整。

（11）編制用于采購(gòu)橋架的采購(gòu)清單。

2.2.2 電纜路徑、長(zhǎng)度分析和優(yōu)化

電纜起點(diǎn)、終點(diǎn)定位是電纜優(yōu)化的關(guān)鍵工作，只有定位精確反映出來(lái)的長(zhǎng)度才是比較精確的。在實(shí)際定位的過(guò)程中，主要是以設(shè)計(jì)院提供的電纜敷設(shè)圖、設(shè)備布置圖紙和廠家設(shè)備圖（細(xì)化到設(shè)備自帶接線盒等），同時(shí)對(duì)就地盤(pán)柜、儀表設(shè)備的定位也需要各參建方共同提前進(jìn)行策劃和確認(rèn)。

電纜敷設(shè)始（終）點(diǎn)定位具體步驟：

（1）整理相關(guān)設(shè)備點(diǎn)位所在的實(shí)際廠房平面圖中的位置。

（2）在相應(yīng)的廠房圖紙上尋找對(duì)應(yīng)設(shè)備安裝資料，并找到相應(yīng)設(shè)備點(diǎn)位具體的位置、高度等信息。

（3）在相應(yīng)的層高圖紙上確定電纜始（終）點(diǎn)的橫縱坐標(biāo)。

（4）選擇距離設(shè)備點(diǎn)位較近和較合理的橋架接入點(diǎn)。

（5）測(cè)算橋架接入點(diǎn)至電纜始（終）點(diǎn)的長(zhǎng)度。

（6）將數(shù)據(jù)記錄在計(jì)算機(jī)中，通過(guò)軟件進(jìn)行計(jì)算。

2.3 電纜定尺定盤(pán)

基于電纜路徑和長(zhǎng)度分析、優(yōu)化后，計(jì)算并統(tǒng)計(jì)每根電纜的敷設(shè)長(zhǎng)度。利用電纜統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)，結(jié)合電纜廠商的電纜盤(pán)規(guī)格形成定尺定盤(pán)數(shù)據(jù)，參考JB/T 8137.1—2013《電線電纜交貨盤(pán) 第1 部分 一般規(guī)定》附錄，計(jì)算交貨盤(pán)的尺寸標(biāo)準(zhǔn)和裝盤(pán)長(zhǎng)度電纜裝盤(pán)長(zhǎng)度L′。

式中 L′——裝盤(pán)長(zhǎng)度，m

p——卷繞層數(shù)

n——每層卷繞圈數(shù)

D——線纜外徑，mm

d2——筒體直徑，mm

在查找相關(guān)電線電纜交貨盤(pán)國(guó)家規(guī)范及向部分電纜廠家咨詢之后，制定出以下6 條指導(dǎo)原則：

（1）交貨盤(pán)的類(lèi)型有全木結(jié)構(gòu)、全鋼瓦楞結(jié)構(gòu)、型鋼復(fù)合結(jié)構(gòu)，廠家可根據(jù)實(shí)際情況選定。

（2）交貨盤(pán)的尺寸標(biāo)準(zhǔn)和裝盤(pán)長(zhǎng)度參考JB/T 8137.1—2013 的附錄。

（3）參考電纜裝盤(pán)長(zhǎng)度計(jì)算公式。

（4）參照各電纜廠家電纜盤(pán)尺寸及電纜型號(hào)。

（5）主要考慮的因素有電纜廠商生產(chǎn)能力、運(yùn)輸能力以及電纜敷設(shè)單位敷設(shè)順序。

（6）考慮到不同型號(hào)和不同截面積的電纜其外徑不盡相同，所以在做定尺定盤(pán)的時(shí)候要充分考慮國(guó)標(biāo)電纜盤(pán)的尺寸和裝載能力，合理地把電纜按照長(zhǎng)度分配到電纜盤(pán)上。

依據(jù)上述分析與優(yōu)化，在匯總好電纜型號(hào)的電纜清冊(cè)表中開(kāi)始分盤(pán)，并注意合理性和實(shí)用性。

電纜分盤(pán)步驟：①將計(jì)算機(jī)計(jì)算后的電纜數(shù)據(jù)進(jìn)行歸并整理；②將電纜分屬到各機(jī)組和各電纜敷設(shè)單位；③統(tǒng)計(jì)相同型號(hào)規(guī)格的電纜，歸并在一起；④根據(jù)電纜類(lèi)型進(jìn)行分盤(pán)（或合盤(pán)）操作；⑤對(duì)分盤(pán)（或合盤(pán)）完畢的電纜盤(pán)進(jìn)行統(tǒng)一編號(hào)；⑥整理出電纜定尺定盤(pán)清冊(cè)（圖3）。

圖3 電纜定尺定盤(pán)清冊(cè)（示例）

2.4 電纜采購(gòu)管理

根據(jù)電纜定尺定盤(pán)清冊(cè)，管理人員根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)施工實(shí)際施工需求編制電纜招標(biāo)采購(gòu)計(jì)劃（為表示統(tǒng)一，表中重要信息包括設(shè)計(jì)圖號(hào)、采購(gòu)批次、電纜盤(pán)號(hào)及命名原則等），提交采購(gòu)部門(mén)上報(bào)招標(biāo)機(jī)構(gòu)招標(biāo)采購(gòu)。

主廠房和輔助車(chē)間第二批電纜采購(gòu)定尺定盤(pán)清單有：圖號(hào)K0604-01 的1#機(jī)組綜合及控制裝置電纜清冊(cè)，K0606-01 的1#機(jī)組鍋爐工藝系統(tǒng)電纜清冊(cè)，K0607-01的1#機(jī)組汽機(jī)工藝系統(tǒng)電纜清冊(cè)，K0609-01 的公用DCS 系統(tǒng)電纜清冊(cè)，K0611 的空冷系統(tǒng)電纜清冊(cè)，K0704 的凝結(jié)水精處理，K0705 的除灰系統(tǒng)等（圖4）。

圖4 電纜定尺定盤(pán)采購(gòu)計(jì)劃表（部分）

定尺定盤(pán)采購(gòu)清單把本批次采購(gòu)的重點(diǎn)信息，如設(shè)計(jì)圖號(hào)、采購(gòu)批次、電纜盤(pán)號(hào)及命名原則等重點(diǎn)信息統(tǒng)一標(biāo)注，能有效遏制供貨商跳碼、短米的不良行為。由于電纜是定尺定盤(pán)的，如果出現(xiàn)跳碼、短米情況，也能有效進(jìn)行追責(zé)溯源，同時(shí)為后續(xù)電纜出入庫(kù)和盤(pán)庫(kù)管理提供便利。

3 電纜入庫(kù)、出庫(kù)管理

電纜出入庫(kù)管理的規(guī)范程度關(guān)系著現(xiàn)場(chǎng)電纜使用的有序，電纜定期盤(pán)庫(kù)保證了對(duì)電纜庫(kù)存情況的掌握，因此電纜出入庫(kù)和定期盤(pán)庫(kù)管理制度的實(shí)施是有效杜絕電纜領(lǐng)用混亂、庫(kù)存情況不明朗的必要手段。因?yàn)樗袛?shù)據(jù)都基于定尺定盤(pán)清冊(cè)和采購(gòu)清單，進(jìn)行編制、發(fā)布出入庫(kù)臺(tái)賬和定期進(jìn)行盤(pán)庫(kù)工作，為后續(xù)電纜補(bǔ)采或代用的準(zhǔn)確性提供數(shù)據(jù)支持。

3.1 電纜入庫(kù)管理

基于定尺定盤(pán)，電纜到貨時(shí)，每一批次的到貨盤(pán)數(shù)和每盤(pán)到貨數(shù)量都很明確，庫(kù)管部門(mén)編制電纜到貨臺(tái)賬，比較到貨電纜數(shù)量與采購(gòu)訂單的差異。按盤(pán)號(hào)提供的標(biāo)段信息進(jìn)行存儲(chǔ)，便于領(lǐng)用。

3.2 電纜出庫(kù)管理

電纜領(lǐng)用單位按需報(bào)審專(zhuān)用領(lǐng)用單領(lǐng)取本標(biāo)段的電纜。分標(biāo)段領(lǐng)用后，電纜的保管責(zé)任將落實(shí)到電纜領(lǐng)用單位，有效遏制電纜現(xiàn)場(chǎng)丟失現(xiàn)象。在到貨臺(tái)賬的基礎(chǔ)上編制電纜出庫(kù)臺(tái)賬，形成到貨與領(lǐng)用情況對(duì)比表。

3.3 電纜定期盤(pán)點(diǎn)

在到貨臺(tái)賬和出庫(kù)臺(tái)賬的基礎(chǔ)上編制退庫(kù)臺(tái)賬，無(wú)論是領(lǐng)用還是退庫(kù)，每盤(pán)電纜都會(huì)留下痕跡。利用定尺定盤(pán)的信息，庫(kù)存電纜還剩多少、未出庫(kù)電纜用在哪等，也都有跡可循。

4 電纜敷設(shè)管理

電纜敷設(shè)過(guò)程管理，設(shè)置專(zhuān)職電纜敷設(shè)技術(shù)人員，負(fù)責(zé)全廠電纜敷設(shè)施工技術(shù)指導(dǎo)，同時(shí)及時(shí)了解現(xiàn)場(chǎng)電纜敷設(shè)偏差、電纜設(shè)計(jì)變更等情況，及時(shí)對(duì)電纜長(zhǎng)度數(shù)據(jù)、定尺定盤(pán)數(shù)據(jù)進(jìn)行調(diào)整，每天收集敷設(shè)記錄并與優(yōu)化長(zhǎng)度進(jìn)行比較，分析差異的原因、及時(shí)糾偏。

4.1 敷設(shè)優(yōu)化方案交底

電纜敷設(shè)前專(zhuān)職電纜敷設(shè)技術(shù)人員召開(kāi)交底會(huì)，向電纜敷設(shè)單位進(jìn)行技術(shù)交底。施工時(shí)，專(zhuān)職電纜敷設(shè)技術(shù)人員指導(dǎo)電纜敷設(shè)單位正確使用定尺定盤(pán)，嚴(yán)格按照優(yōu)化路徑敷設(shè)電纜，以落實(shí)優(yōu)化方案。

4.2 收集電纜敷設(shè)記錄

專(zhuān)職電纜敷設(shè)技術(shù)人員每天收集電纜敷設(shè)單位的敷設(shè)記錄并錄入電子表格，進(jìn)行當(dāng)日盤(pán)點(diǎn)分析，可以非常清楚地知道電纜的敷設(shè)進(jìn)度（具體到每一根電纜）。

4.3 分析電纜敷設(shè)記錄

技術(shù)人員定期比較敷設(shè)長(zhǎng)度和采購(gòu)長(zhǎng)度，確保優(yōu)化方案的準(zhǔn)確實(shí)施。當(dāng)實(shí)際敷設(shè)長(zhǎng)度與優(yōu)化長(zhǎng)度差異較大時(shí)，立即組織分析產(chǎn)生差異的原因，并采取糾偏措施。糾偏措施有，檢查優(yōu)化敷設(shè)路徑，對(duì)同區(qū)域未敷設(shè)電纜進(jìn)行重新優(yōu)化路徑并核對(duì)定尺定盤(pán)清冊(cè)和盤(pán)庫(kù)。

4.4 電纜敷設(shè)偏差處理

專(zhuān)職電纜敷設(shè)技術(shù)人員通過(guò)收集匯總電纜敷設(shè)偏差、統(tǒng)計(jì)設(shè)計(jì)變更增補(bǔ)和取消的電纜量、核實(shí)電纜敷設(shè)單位提出的電纜缺量，及時(shí)匯總統(tǒng)計(jì)以補(bǔ)充采購(gòu)電纜缺量。同時(shí)對(duì)裕量電纜及時(shí)進(jìn)行回收和再利用，實(shí)現(xiàn)全廠電纜的統(tǒng)籌管理，杜絕施工過(guò)程中的電纜浪費(fèi)。

5 電纜優(yōu)化管理實(shí)踐成果

本項(xiàng)目電纜優(yōu)化管理取得良好的管理效益和經(jīng)濟(jì)效益，而且為解決傳統(tǒng)電纜施工管理在基建過(guò)程中的部分問(wèn)題提供了有效方法和可借鑒數(shù)據(jù)。

全廠電纜設(shè)計(jì)20253 根，長(zhǎng)度1972571 m，通過(guò)優(yōu)化管理，電纜采購(gòu)量為1818539 m、實(shí)際敷設(shè)量為1809593 m，節(jié)約154032 m（設(shè)計(jì)量-采購(gòu)量），節(jié)約率為7.8%；節(jié)約金額為4036552 元（電纜采購(gòu)+電纜施工），最終優(yōu)化公司服務(wù)費(fèi)約為節(jié)約金額的1/3。

6 結(jié)束語(yǔ)

電纜精選化管理的實(shí)施，不僅遏制了電纜廠家短米、跳碼現(xiàn)象，也遏制了施工單位錯(cuò)報(bào)、虛報(bào)電纜需求計(jì)劃，現(xiàn)場(chǎng)電纜丟失、偷盜現(xiàn)象減少，從而減少傳統(tǒng)工程普遍存在的電纜“水分”。電纜精選化管理的實(shí)施有以下5個(gè)作用：①確保工程進(jìn)度不受電纜因素的影響；②全過(guò)程跟蹤、糾偏，有助于提高電纜的施工進(jìn)度，且過(guò)程中收集數(shù)據(jù)真實(shí)、可靠，加快電纜施工結(jié)算進(jìn)度；③完善的電纜優(yōu)化管理體系可以讓敷設(shè)完的電纜事后追溯其整個(gè)生命周期；④電纜量可控，確保電纜不超過(guò)施工圖設(shè)計(jì)量，滿足工程結(jié)算審計(jì)；⑤為其他在建項(xiàng)目的電纜優(yōu)化管理提供可靠的數(shù)據(jù)支持和決策依據(jù)。