几种降低国际EPC电站热工电缆工程成本的方法

几种降低国际EPC电站热工电缆工程成本的方法

魏源

山东电力建设第三工程有限公司  山东青岛   266100

摘要：本文分析了EPC电站项目热工电缆工程的成本组成，通过数据对比分析，提出了采用多组、多芯电缆以及最小电缆芯线截面积电缆降低热控电缆工程成本的方法，同时介绍了扩大现场总线技术的应用范围，优化设计、施工方案补充实现电缆工程成本降低的方法。

关键词：现场总线技术 多芯电缆 导线截面积 电缆工程成本

1. 引言

日益激烈的国际市场竞争，以及受近年来肆虐全球的新冠疫情影响引起的材料价格上涨，劳动力输出不足，国际海洋运输一箱难求、运输成本急剧上涨，给中国EPC承包商的项目成本控制带来了巨大的压力。在此国际大环境下，如何进一步挖掘项目建设期各环节的成本潜力，进一步降低成本，实现项目盈利，已经迫在眉睫。

2. 电缆工程成本构成分析

一般来说，电缆工程成本的主要由电缆直接采购成本、运输成本、现场仓储保管成本、安装敷设成本组成。国际工程还需要考虑因采购地点（当地采购或国际采购）不同引起的各类税及保险成本的差异，这些内容不在本文论述范围内，本文仅从技术角度，重点分析研究直接采购成本和施工成本对电缆工程成本的影响。

2.1多芯电缆的采购成本优势

热工电缆工程成本主要由材料成本和施工成本组成。表1以某EPC电站项目的为非铠装控制电缆例，表中给出了常用不同芯数的电缆采购成本，如果采用24芯以上的多芯电缆，相比采用2芯电缆，可节约82%的采购成本。综合考虑各种型号在电站中使用的数量，取电站平均常用的8芯电缆作为参考，采用24芯以上多芯电缆，电缆采购成本可以降低19%以上。

2.2 电缆芯线截面积对采购成本的影响

电缆芯线截面积对电缆采购成本的影响是显而易见的，表2,罗列了1.5mm2 和0.75mm2两种规格电缆的实际采购成本。

表2 电缆芯线截面积的电缆成本差异

从表2可以看出，由于铜在电缆制造成本中占主导地位，电缆采购成本的降低率和电缆芯线截面积的降低率基本保持一致。4芯以上的多芯电缆，由于电缆护套的使用量节约，电缆采购成本降低率略高于截面积降低率。

2.3 电缆工程施工成本占比分析

以下通过两个国外EPC电站项目，分别介绍中国分包商和当地分包商在采用上述电缆型号，不同规格芯数的情况的施工成本占比。表3和表4罗列了不同规格电缆的采购成本，敷设成本和接线成本。当采用多芯电缆时，虽然会增加电缆头制作和接线数量，但增加的电缆规格大部分在8芯以下，单位接线成本增加不明显，在此不予过多分析，表中已参考实际工程估算了电缆接线数量，以及采用多芯电缆后电缆接线成本的影响。

2.4案例分析

巴基斯坦某660MW燃煤机组主厂房控制电缆设计量，从中可以看出4芯以下电缆设计量和根数占比接近48%，24芯及以上电缆设计量及根数占比只有1%左右，10~19芯电缆约占39%，查阅施工图发现这部分备用芯数较多，宜结合工程设计控制在以16芯或者14芯电缆为主，或通过合并信号后，采用更多芯电缆，降低备用芯，降低电缆采购成本。

3. 电缆工程成本优化方法

通过前面介绍，电缆工程成本控制的关键是采购成本，降低项目工程电缆设计总量；采用标准中规定的最小电缆截面积；降低施工过程中的损耗是降低采购成本的主要途径，以下重点介绍降低电缆设计总量的几种方法。

1)在项目初期，应结合控制系统方案要求，筹考虑优化，可考虑采用现场总线控制技术，并扩大现场总线技术的应用范围，总线技术的最大特点之一就是采用串行通讯，能够较大程度降低电缆的设计量，以及电缆施工成本。

近年来，国内越来越多的大型火力发电机组采用国产控制系统及现场总线技术，且总线技术应用范围不局限于辅助车间（水煤灰）系统，在汽水、制粉、风烟系统都有广泛应用。最近几年的百万机组就有华电莱州发电有限公司，国电电力双维内蒙古上海庙能源有限公司，这两个电站大量采用了国产现场总线设备，推动了现场总线技术在国内电站的应用。

2)除了顶层控制系统的统筹设计，推广现场总线技术外，优化电缆敷设路径，增加就地接线盒，尽可能的在DCS机柜和就地接线盒之间采用多芯长电缆，电缆成本降低效果前文已经通过数据说明。

关于多芯电缆的采用，根据国内有关规范和设计手册规定，在设计过程中，多芯电缆可采取如下合并原则：

a)起止点相近的同类型信号电缆，可合并选用多芯电缆。

为了便于多芯电缆应用，通过增加就地接线盒把临近的仪表接线集中起来。比如，在燃煤电站中，通常因通往除尘器后的电缆通道不能及时施工完毕，电缆敷设通常根据预估量盘放在炉后处，待整个通道贯通后在将电缆整理到位，此时电缆预留长度一般估计不准确，预留量偏差较大，浪费较多，可以在炉后设置两个接线柜，分别对应A/B侧引风机系统的I/0点。

b)冗余信号电缆不能合并，但可将不同信号之间电缆可交叉合并；

c)同一电压等级（24V或48V)的DO信号电缆与DI信号电缆可以合并用一根电缆。

在采购执行机构和开关柜时，要求电动执行结构、电动机、开关柜的指令和反馈信号采用同一电压等级，以满足上述合并条件，这样执行机构只需要采用一根电源和一根指令反馈信号，既节省电缆，又节约相应的保护管等安装辅材，这种设计方案在国外设计院很常见。

3)除以上两种方法外，严格控制典型设备的I./O.点数，降低全厂I./O.总数。如电动执行机构的状态信号不设置过力矩信号，用故障信号覆盖，把执行机构的I/0点控制在6个以内。

4. 结论

本文分析国际电站热工电缆工程的成本组成，指出了电缆工程成本的降低途径。电缆工程的成本降低策略应贯穿于EPC项目建设周期，以投标方案的提前策划为起点，以设计方案为突破口，以施工方案为落脚点。

参考文献：

[1]《电力工程设计手册 火力发电厂仪表与控制设计》 中国电力工程顾问集团有限公司