基于抽水蓄能项目工程量变化...于工程投资的影响研究与分析_吴立兴.pdf

115吴立兴等：基于抽水蓄能项目工程量变化对于工程投资的影响研究与分析0引言近年来，抽水蓄能项目由于建设条件、建设难度的增大、国家政策、资源价格上涨等因素的影响，项目投资指标持续升高趋势。水电工程概算是按可行性研究阶段工程设计成果和国家有关政策规定以及行业标准编制的投资文件1-2。相较于 2011 2013 年 4000 元/kW 左右的造价指标，近几年抽水蓄能工程可研概算指标平均约为 6000 元/kW 左右。基于抽水蓄能工程投资水平上涨的基础上，本文旨在国内各地区规划选点中从工程投资增长的角度，通过选取建设规模、布置格局基本相似，价格水平年具有一定差距的蓄能电站进行对比分析，提出工程量的变化对水电工程投资的影响幅度，并在此基础上对蓄能项目建设投资控制与管理提出建议。1 项目样本选取原则 由于抽水蓄能电站地理位置是以位于负荷中心地区并接近枢纽变电所为最佳，因为它提供了最好的接入系统条件，使受、送电线路最短，输电损失最小3，但同时也要综合考虑其他因素。本文根据蓄能工程建设特点，按照建设时间、枢纽布置格局、项目规模等特征选取建设特征相近，2021 年前均已达到了投产发电或主体工程已接近完成，设计方案与可研阶段的设计方案基本没有变化的项目，并且将建设时间、建设地点上有所差异的两典型项目分为一组进行对比分析。具体项目特征见表 1。基于抽水蓄能项目工程量变化对于工程投资的影响研究与分析吴立兴1，戴昕2（1江河润泽工程管理咨询有限公司，北京市100070；2国网新源物资有限公司，北京市100053）摘要：近年来，抽水蓄能项目由于建设条件、建设难度、国家政策、资源价格上涨等因素的影响，项目投资指标呈持续升高趋势。本文旨从工程投资增长的角度，通过选取建设规模、布置格局基本相似，价格水平年具有一定差距的常规电站进行对比分析投资增长因素，分析研究工程量的变化对水电工程投资的影响幅度进行分析和研究。关键词：工程量；工程投资中图分类号：F403.7文献标识码：A学科代码：570.70DOI：10.3969/j.issn.2096-093X.2023.02.019表 1样本选取特征表Table1Sampleselectionfeatures项目名称样本 1样本 2样本 3样本 4样本 5样本 6项目地点辽宁山东福建福建湖北四川装机容量4300MW4300MW4300MW4350MW4300MW4300MW价格水平年2004 年 3 季度2013 年 3 季度2006 年 2 季度2013 年 3 季度2004 年 2 季度2013 年 1 季度坝型（上水库）混凝土面板堆石坝沥青混凝土面板堆石坝钢筋混凝土面板堆石坝钢筋混凝土面板堆石坝钢筋混凝土面板堆坝钢筋混凝土面板堆坝最大坝高/m78.5/34.1117.4/78.672.6/74.962.3/95.559.4（上）52（上）/79（下）厂房型式地下地下地下地下地下地下额定水头308m375m430m545m195m428m编规及计算标准版本2002 年 78 号文2008 年 5 号文2002 年 78 号文2008 年 5 号文2002 年 78 号文2008 年 5 号文单位千瓦指标/（元kW-1）376361423705589429445931116水电与抽水蓄能Hydropower and Pumped Storage第 9 卷 第 2 期（总第 48 期）2023 年 4 月 20 日Vol.9 No.2(Ser.48)Apr.,20,2023由表 1 可看出，在选取的三组典型项目组中，华北地区项目 1 组，中南地区项目 1 组，南方地区项目 1 组；从装机容量来看，除样本 4 为 1400MW 外，其余项目均为 1200MW装机；从枢纽格局来看，均采用面板堆石坝，体现了抽水蓄能设计相较常规水电站具有一定的标准化性质；从价格水平来看，早期项目为 2004 2006 年期间，因 2013 年以后项目的造价指标与 2013 年间的造价水平基础变化不大，故近期项目选到 2013 2017 年期间建设项目，各组之间投资增长原因测算的成果可以在相同时间段中进行综合统计分析4。2工程量变化因素分析不同时段典型类似项目间的投资变化划分为由于物价波动引起的变化、政策调整引起的变化（含定额和编制规定等）和工程量变化造成投资的变化共三类主要因素。为简化计算，突出工程量变化的幅度，本文采用调整项目价格水平的方法来测算两项目间“由于物价波动引起的变化、政策调整引起的变化（含定额和编制规定等）”对项目间投资的影响；指定的比对项目的总投资的变化扣除上述“由于物价波动引起的变化、政策调整引起的变化（含定额和编规等）”的投资后，余下的部分可归类为由于工程量变化引起的投资变化5。3投资指标增长综合整体水平分析情况分析对抽水蓄能电站较早与近期项目核准概算报告投资对比分析，三组项目平均单位千瓦投资指标由 3470.72 元/kW 增至 5988.98 元/kW，增加 2518.26 元/kW，平均增长幅度达到72.56%。从工程总投资各部分投资对比分析看，抽水蓄能电站近年来投资增加的主要因素是枢纽工程静态投资增加。各部分平均单位千瓦投资、增减额度幅度、指标增减占工程总指标变化的比例以及各因素对投资增减的影响6-7，详见表 2。表 2工程总指标变化表Table2Changetableofgeneralindexoftheproject序号工程名称单位投资/（元kW-1）单位投资指标增减引起指标增减的因素/（元kW-1）各因素占各项指标增减的百分比/%较前项目近期项目指标增减/（元kW-1）增减幅度/%占总指标增减额的比例/%物价及政策性调整工程量变化征地和移民静态投资物价及政策性调整工程量变化征地和移民静态投资枢纽静态投资2935.934306.631370.7146.6954.43342.151028.5624.9675.041枢纽建筑物2379.363415.531036.1743.5541.15262.08774.1025.2974.712独立费用379.57647.03267.4670.4610.6260.70206.7622.7077.303基本预备费177.00244.0767.0737.892.6619.3747.7128.8771.134征地和移民静态投资144.63399.67255.04176.3410.13255.041005工程静态投资3080.564706.311625.7552.7764.56342.151028.56255.0421.0563.276价差预备费363.89363.8914.45240.86123.0466.1933.817建设期利息390.16918.78528.62135.4920.99114.15414.4621.5978.418工程总投资3470.725988.982518.2672.56100697.161566.06255.0427.6862.1910.13由表 2 及图 1、图 2 可见，在选取的三组设计概算项目中按近期项目装机容量加权平均后，从投资增加因素的角度分析工程量变化引起投资增加为 1566.06 元/kW，占总增加额的 62.19%。4工程量变动幅度分析按照水电项目划分，主要从施工辅助工程、建筑工程、环保水保工程、机电设备安装工程、金属结构设备及安装工程等五部分进行量化分析。由于机电设备安装和金属结构设备安装工程施工工程量随设备数量确定，变化较小，此处不做工程量变化因素分析，只针对投资增长幅度分析。4.1施工辅助工程分项投资对比表由图 3 和图 4 可知，施工辅助工程中工程量变化引起投资增加为 102.78 元/kW，占总增加额的 76.38%，其中施工交通工程、其他施工辅助、施工房屋、项目工程量变化引起投资增加是投资增加的主要因素，具体如下：（1）近期项目由于地形条件限制采用导流洞使施工导流工程洞挖、衬砌工程量增加，同时近期项目地质条件差异导致施工导流工程明挖及相关处理工程量增加。（2）受地形条件限制以及开发方式差异导致施工交通工程量增加。同时部分项目施工交通工程的标准由原来泥结石更改为混凝土路面。117吴立兴等：基于抽水蓄能项目工程量变化对于工程投资的影响研究与分析枢纽工程静态投资54%建设征地和移民安置静态投资10%价差预备费15%建设期利息21%图 1抽水蓄能工程总投资比例图Figure 1Proportion of total investment of pumped storage project（3）施工房屋工程量增加是由于施工用房的面积、材料及保温标准的提高而导致。4.2建筑工程投资变化由图 5 和图 6 可知，建筑工程由工程量变化引起投资增加为 401.69 元/kW，占总增加额的 66%，主要是由于建筑工程、交通工程、地下厂房工程量的变化引起投资增长，其他建筑工程虽然影响幅度较大，但由于投资占比较小，此处不做主要分析。具体如下：物价及政策性调整27.68%工程量变化62.19%建设征地和移民安置静态投资10.13%图 2抽水蓄能工程投资增长因素占比图Figure 2Proportion of investment growth factors of pumped storage projects图 3施工辅助工程工投资增长幅度Figure 3Increase rate of construction auxiliary engineering investment50.00%0.00%50.00%100.00%150.00%1 施工辅助工程1.1 施工交通工程1.2 施工供电工程1.3施工供水系1.4施工供风系1.5施工通信工程1.6施工管理信1.7砂石料生产1.8混凝土生产1.9 导流工程1.11施工期安1.12施工及建1.13其他施工0.00%50.00%100.00%150.00%200.00%250.00%1 施工辅助工程1.1施工交通工程1.2施工供电工程1.3施工供水系统1.4施工供风系统1.5施工通信工程1.6施工管理信息1.7砂石料生产系1.8混凝土生产及1.9导流工程1.11施工期安全1.12施工及建设1.13其他施工辅图 4施工辅助工程工程量影响因素对比图Figure 4Comparison chart of influencing factors of quantities of construction auxiliary works（1）上、下水库主要是由于近期与较早项目地理位置、地形条件差异，致使建筑物因坝型、坝高、坝长及施工布置方案等不同引起的工程量差异较大8。（2）交通工程主要因素由于交通洞工程较早项目均计列在发电厂房工程中，近期项目根据现行项目划分规定将交通洞工程移入交通工程中；同时由于道路等级增加，比如由四级公路调为三级公路，同时由于地形条件，增加了护坡及挡墙，使得工程量相应增加。（3）地下发电厂房是由于厂房的设计长度增长引起的工程量增加9。同时由于不良地质如软岩、断层破碎带、岩爆118水电与抽水蓄能Hydropower and Pumped Storage第 9 卷 第 2 期（总第 48 期）2023 年 4 月 20 日Vol.9 No.2(Ser.48)Apr.,20,2023区等的处理，也是导致工程量增加的原因。（4）房屋建筑工程因考虑职工生活，在电站建设地附近增加了职工办公生活建筑，导致工程量增加。4.3环境保护和水土保持工程投资变化水土保持按近期项目装机容量加权平均后单位千瓦投资由 16.74 元/kW 增加至 60.01 元/kW，增加 43.27 元/kW，平均增长幅度 258.52%；虽增长幅度很大，但工程投资占比较小，主要是近年管理单位对于环境保护和水土保持工程的建设要求不断提高而导致费用增加。4.4机电设备及安装工程投资变化机电设备及安装工程按近期项目装机容量加权平均后，平均单位千瓦投资指标由 1248.76 元/kW 增加至 1275.59 元/kW，增加 26.83 元/kW，平均增长幅度为 2.15%。设备购置费平均单位千瓦投资指标由 1129.46 元/kW 减少至 1108.94 元/kW，减少 20.52 元/kW，总体平均减少幅度为 1.82%，由此看来机电设备购置费近年来变化不大，见图 7 和图 8。100.00%0.00%100.00%200.00%300.00%400.00%500.00%600.00%700.00%第二项 建筑工程上、下水库工程输水工程地下发电厂房工程升压变电工程交通工程房屋建筑工程安全监测工程水文、气象、泥沙监消防工程劳动安全与工业卫生其他建筑工程图 5建筑工程工程量影响因素对比图Figure 5Comparison chart of influencing factors of construction quantities100.00%0.00%100.00%200.00%300.00%400.00%500.00%第二项建筑工程上、下水库工程输水工程地下发电厂房工程升压变电工程交通工程房屋建筑工程安全监测工程水文、气象、泥沙监测工程消防工程劳动安全与工业卫生工程其他建筑工程图 6建筑工程工程量影响因素对比图Figure 6Comparison chart of influencing factors of construction quantities-500.00%0.00%500.00%1000.00%1500.00%第一项 机电设备及安发电设备及安装工程升压变电设备及安装工程安全监测设备及安装工程水文、气象、泥沙监测消防设备及安装工程劳动安全与工业卫生设其他设备及安装工程图 7机电设备安装工程投资增减幅度Figure 7Increase and decrease of investment in electromechanical equipment installation project119吴立兴等：基于抽水蓄能项目工程量变化对于工程投资的影响研究与分析 全监测设备及安装工程、消防设备及安装、劳动安全与工业卫生增幅，主要是近年来水电工程安全监测及消防要求提高，近期项目根据现行设计规范要求工程量及费用增加均有较大变化。机电设备购置费用由于设备的国产化及标准化，导致整个设备购置费数量未变，但是费用减少幅度较大10。4.5金属结构及安装工程投资变化金属结构设备及安装工程按近期项目装机容量加权平均分析计算，拦污、闸门及启闭机设备及安装工程平均单位千瓦投资指标减少 21.02 元/kW，平均减少幅度达到 38.37%。压力钢管制作安装工程平均单位千瓦投资增加 208.20 元/kW，平均增长幅度达到 460.62%。具体主要原因为近年来输水管道压力钢管基本为全钢衬，导致工程量较早期项目增加。启闭机投资下降主要是由于单价指标下降造成，具体见图 9。500.00%0.00%500.00%拦污、闸门及启闭机设备及安装压力钢管制作安装图 9金属结构工程投资变化幅度图Figure 9Change range of investment in metal structure engineering5结论及建议由以上可看出，工程量增加导致投资增长是近年来抽水蓄能项目投资指标增加的主要因素，究其增加主要是因为地质条件、设计方案的变化所导致，同时除了政策变化导致的人工、材料等主要价格水平增长，抽水蓄能电站的地理位置也是影响材料、设备投资增加的主要因素，建议在项目前期及建设阶段，应重点关注以下方面：（1）设计费与工程造价挂钩。控制工程投资，工程技术方案的设计至关重要，建议建设单位应关注设计院在各设计阶段工程投资控制方面的勘察设计服务的水平，根据不同项目的特点，提出各设计阶段投资控制的关键要素，按照优质优价的原则，研究与设计收费的关联关系，并体现在各设计阶段的勘察设计招标文件和合同之中。（2）实施可研阶段的限额设计。参照已建、在建的类似工程，对拟建项目的可研阶段设计实施限额设计，要求设计院在总结可研阶段优化设计方案，按照造价指标对设计方案进行优化。（3）提出工程前期的关键技术条件。对每个项目的规划选址、预可研、可研等工程前期各阶段的设计技术要求进行研究，针对不同项目提出各阶段的重要关键技术条件，由设计院按照技术条件，提出初步响应方案后，方可开展下一步设计工作。（4）设置工程项目的否决条件。从工程项目的安全、技术、经济等方面最优的角度进行综合性考虑，对规划选址、预可研、可研各阶段的特点进行研究，提出项目决策的否决条件的建设性意见。参考文献1 水电水利规划设计总院，可再生能源定额站.水电工程设计概算编制规定（2013 版）M.北京：中国电力出版社，20142 水电水利规划设计总院，可再生能源定额站.水电工程费用构成及概（估）算费用标准（2013 版）M.北京：中国电力出版社，2014.3 张春生，姜忠见，中国水电顾问集团华东勘测设计研究院.抽水蓄能电站设计（上）M.北京：中国电力出版社，20144 张春生，姜忠见，中国水电顾问集团华东勘测设计研究院.抽水蓄能电站设计（下）M.北京：中国电力出版社，2014.5 水电水利规划设计总院，可再生能源定额站.水电工程造价指南基础卷（第三版）M.北京：中国水利水电出版社，2016.6 水电水利规划设计总院，可再生能源定额站.水电工程造价指南专业卷（第三版）M.北京：中国水利水电出版社，2016.7 水电水利规划设计总院，中国电力企业联合会水电建设定额站.水电建筑工程预算定额 M.北京：中国电力出版社，-40.00%-30.00%-20.00%-10.00%0.00%10.00%20.00%第一项机 发电设备升压变电设备安全监测设备水文、气象消防设备及劳动安全与其他设备图 8机电设备购置投资增减幅度Figure 8Increase or decrease in investment in the purchase of mechanical and electrical equipment120水电与抽水蓄能Hydropower and Pumped Storage第 9 卷 第 2 期（总第 48 期）2023 年 4 月 20 日Vol.9 No.2(Ser.48)Apr.,20,20232019.8 马洪琪，周宇，和孙文.地下工程施工（下册）M.北京：中国水利水电出版社，2011.9 中华人民共和国水利部.SL 3032017 水利水电工程施工组织设计规范 S.北京：中国水利水电出版社，2018.10 国网新源控股有限公司.抽水蓄能电站通用造价机电设备安装分册 M.北京：中国电力出版社，2020.收稿日期：2022-09-02 修回日期：2022-10-15吴立兴（1968），男，副高级工程师，主要研究方向：水利工程设计与施工，招投标，水电（抽水蓄能）工程造价与合同管理。E-mail：戴昕（1971），女，经济师，主要研究方向：新能源项目的规划、计划，招投标，经济评价和综合统计分析。E-mail：Research and Analysis on the Influence of Engineering Quantities Changes of Pumped Storage Project on Engineering InvestmentWULixing1，DAIXin2（1RiverRunzeEngineeringManagementConsultingCo.Ltd.，Beijing100070，China；2StateGridXinyuanMaterialsCo.Ltd.，Beijing100053，China）Abstract：Inrecentyears，duetotheinfluenceofconstructionconditions，constructiondifficulties，nationalpolicies，risingresourcepricesandotherfactors，theprojectinvestmentindexhasbeenrising.Fromtheperspectiveoftheincreaseofengineeringinvestment，thispaperaimstocompareandanalyzethefactorsofinvestmentincreasebyselectingconventionalpowerstationswithbasicallysimilarconstructionscaleandlayoutpatternandacertaingapinpricelevelyear，andanalyzeandstudytheinfluencerangeofthechangeofengineeringquantitiesonhydropowerengineeringinvestment.Keywords：quantities；projectinvestment斜楔的材质为：X20Cr13，Ys=600MPa，目前应力只有64.8MPa，满足设计要求。综上所述，在机组水力过渡过程计算工况内发生的活门变形回弹力，不会造成对机械锁锭装置的损伤。3结语通过对水力过渡过程相关工况的计算，分析金寨抽水蓄能电站球阀检修密封机械锁锭螺栓受力情况符合材料力学性能要求。球阀检修密封机械锁锭装置作为机组球阀检修密封安全隔离措施，使用过程中尤其需要关注活门受力变形回弹的作用力，当压力钢管排空、下游管路充水或阀体充水等水压变化时，球阀检修密封机械机械锁锭螺栓装置不能投入；压力钢管充水时，球阀检修密封机械锁锭螺栓需要在充水前投入。后续电站建设管理中，建议要求制造厂家提交球阀检修密封锁锭装置的受力及强度校核说明书。参考文献1 李浩良，孙华平抽水蓄能运行与管理 M杭州：浙江大学出版社，2016：100-101.2 郭旭东，王晓明，朱海峰，等抽水蓄能机组大型球阀分类及密封机构分析 J2017 年抽水蓄能学术交流会论文集，2017：197-201.3 楼勇，曹起章，雷欣，何中伟基于 CFD 的抽水蓄能电站球阀漏水引起的自激振动的研究 J水电与抽水蓄能，2020（4）：80.4 安徽金寨抽水蓄能电站水力过渡过程计算报告 R.2019：26.5 机械设计手册编委会机械设备手册 M北京：机械工业出版社，2004.6 李世荣材料力学 M北京：科学出版社，2010.7 端润生我国抽水蓄能电站建设和机组国产化进程 J水利水电技术，2007，38（1）.8 陈春华蒲石河抽水蓄能电站进水球阀典型问题分析及处理J城市建设理论研究，2014（13）：5200-5204.收稿日期：2022-09-18 修回日期：2023-01-16罗国虎（1989），男，工程师，主要研究方向：抽水蓄能电站机电设备管理。E-mail：guohu-Analysis on the Influence of Water Pressure Change of Pumped Storage Hydroelectricity on Mechanical Locking Device of Ball ValveLUOGuohu（AnhuiJinzhaiPumpedStorageCo.Ltd.，Luan237300，China）Abstract：InviewofthedamageofmechanicallockingpinandWedgeofballvalvecausedbythespringbackofvalvedeformationcausedbysuddenchangeofpressure，inthispaper，theforceonthelockingpinandtheinclinedwedgecausedbythedeformationofthevalveunderthehydraulicpressureandthestrengthofthelockingpinandtheinclinedwedgearecomparedbythemethodoftheoreticalcalculation，toacertainextent，theratioreflectswhetherthelockingpinandthewedgestillmeettherequirementsofthematerialmechanicalpropertieswhentheymeettheextremeforce，thusjudgingwhetherthedevicewillcausedamage，itprovidesareferenceforthedesignandfieldoperationandmaintenanceofthemechanicallockingdevicefortheinspectionandrepairofthepumped-storagehydroelectricity.Keywords：pumpedstorageunit；ballvalve；serviceseal；mechanicallockingdevice；obliquelockingwedge；lockingpin（上接 100 页）