科学精干、高效优质、顺畅和谐的龙滩机电管理

2011-04-14杨振先戴金芬

水电站机电技术 2011年6期

关键词：龙滩机电机组

杨振先，戴金芬

（龙滩水电开发有限公司，广西天峨 547300）

科学精干、高效优质、顺畅和谐的龙滩机电管理

杨振先，戴金芬

（龙滩水电开发有限公司，广西天峨 547300）

科学精干、高效优质、顺畅和谐的龙滩机电管理模式，为龙滩工程在国内首创700M W巨型全空冷机组国产化、巨型转轮工地制造的成功实施、龙滩机组提前发电等提供了可靠的保证。

科学；高效；机电；管理

1 概述

龙滩水电站位于广西天峨县，是红水河梯极开发中容量最大的水电工程，是西部开发和西电东送的标志性工程。电站库容达272.7亿m3，为多年调节水库。龙滩水电站共装设9台700MW的全空冷式水轮发电机组，总容量为6300MW，年发电量187.1亿kW·h。电站主要承担电力系统调峰、调频和事故备用。电站为无人值班（少人值守）设计，全地下厂房。电站分二期建设，一期工程蓄水位375m，装机7台，二期蓄水位400m，装机2台。

龙滩工程有五项世界之最：大坝为世界上最高的碾压砼重力坝，高216m、长849.44m；地下厂房为世界上最大的地下厂房长388.5m、宽30.3m、高74.4m，机组为世界上最大的全空冷水轮发电机组；主变压器为世界上最大的三相组合式变压器；升船机为世界上提升高度最高的升船机，二级垂直升船机提升总高度179m。

龙滩工程于2007年7月1日开工，2003年11月6日截流，2006年9月30日下闸蓄水，2007年5月首台机组比国家批复的工期提前8个月投产发电。2号～7号机分别于2007年7月20日、10月31日、2008年4月13日、8月24日、12月7日、12月20日比国家批复的工期提前11～18个月投产发电。大坝比原计划提前两个月下闸蓄水，一期工程比原计划提前一年半发挥效益。工程质量优良，机电工程质量优良率高达100%。机组自投产至今已安全运行700余天。

龙滩机电设备在国内开创了700MW巨型机组采用全空冷冷却方式、700MW全空冷机组设备国产化、巨型转轮工地制造、巨型机组蜗壳砼浇筑采用蜗壳弹性层而不是惯用的蜗壳保压浇筑方式的先河，并成为后续电站如小湾、拉西瓦、三峡右岸、锦屏、溪洛渡等电站借鉴或采用的模式；500kV高压电缆部分国内制造打破了由国外垄断的局面；机组安装创造了“一年四投”、“一月双投”的新记录。

龙滩工程的建设速度、工程质量、安全文明施工、环保等各方面在国内处于领先地位，尤其是机电工程在当今机电设备制造厂（尤其是主机厂）任务非常饱满的情况下首台机组比国家批复工期提前八个月发电。各方面取得骄人成绩，值得总结。

2 科学的管理体系统和精干的管理队伍

龙滩水电开发有限公司各方面工作实行总经理领导下的分管领导负责制，实行垂直领导，副总经理对总经理负责，牵扯公司重大事宜由总经理办公会讨论决定，各副总经理分管不同部门，部门分工明确、责任明确，不会产生扯皮、推诿现象。

龙滩水电开发有限公司按照“小业主大监理的模式”组建。在工程建设中严格执行工程建设项目法人制、工程项目招投标制、工程管理监理制、工程项目管理合同制、工程竣工结算审计制。

龙滩公司机电设备及物资管理的部门是机电物资部，由分管机电物资的副总经理主管，机电物资部主要负责。机电设备在组织管理模式上，采用一竿子到底、中间过程环环相扣、最终形成闭环的管理方式。由龙滩公司机电物资部对机电设备采购及安装的技术方案、设备选型、招标采购、生产运输、设备催交、安装协调、工程结算实行全过程管理。真正做到纵向到底、横向到边。其主要优点在于从设备选型到试验移交的全过程责任部门只有一个，设计、采购、运输、仓储、安装、试验合同的接口明确，由于合同关系明确、责任清楚，避免了出现不同合同工期和要求之间的失配现象，有利于合同执行过程矛盾、争议、奖罚和索赔的处理及产品验收、质量保证、售后服务工作等的考核和进行。机电物资部主要工作包括：龙滩工程主要物资钢材、水泥、粉煤灰、外加剂、油料、火工材料的招标采购、运输仓储、合同结算、核销等全过程管理；施工设备、永久机电及金属结构设备采购立项、招标、合同签订、监造催交、合同结算的全过程管理；机电及金属结构安装、施工用电等合同的施工及监理合同的招标、现场协调、工程结算等管理。

机电物资部配备7名正式职工，包括常聘专家、驻厂催交人员、资料员在内高峰时总计只有22人，任务繁重，压力大，尤其是工程初始阶段，千头万绪要理清，困难重重，加班加点已成常事。虽然部内人员都来自不同单位，但机电工程经验非常丰富且年富力强、工作效率高、责任心强。机电物资部由部门主任负责全面工作，内部分成四个管理口：机电及金属结构、施工设备、电气设备、物资材料，各管理口主管分别对主任负责，各管理口既分工明确、又互相沟通。由于对机电工程进行全过程管理，整个过程熟悉明了，处理问题果断迅速，合同执行顺畅有力，提高了合同执行的权威性、正确性并极大提高了效率。

3 充分准备、合理分标、积极应对，机电设备采购技术先进、质优价廉、交货及时

龙滩水电站永久机电及金属结构设备量大面广，主要包括：7台套水轮发电机组，7台788MVA电力变压器、500kV GIS及高压电缆，近30000t金属结构闸门及启闭机、约15000t压力钢管及其它机电设备。

3.1 充分准备、立足国内，力求最好的机组设计、制造组合

在龙滩水电站开工建设时，国内单机容量超过700MW的只有三峡水电站，三峡成功的经验可供龙滩电站借鉴，但龙滩电站独有的特点无前例可循，龙滩电站处于山区地理环境，超重超大件运输困难；电站前期最小水头为97m，后期最大水头为179m，水头变幅达82m，是特大型水电机组中最大的；前期额定水位为375m，后期为400m，水轮机水力设计两者均要兼顾，机组的整体设计制造难度实为世界之最。

采用何种招标方式？如何划分标段？水轮发电机的参数如何选择？超大超重件运输困难如何解决？诸如此类问题严峻地摆在了龙滩建设者的面前。在编写机组设备招标书时，龙滩公司组织考察了国内有关生产制造工厂，并多次与制造厂商进行技术交流，也多次邀请专家进行咨询和专题研讨、论证，水轮发电机组招标文件曾三易其稿，从开始编制标书到正式招标历时一年多时间，经过了大量的考察、咨询、论证、集思广益以求得最好的设计、制造组合，最终确定龙滩电站机组设备按7+7横切方案进行分标采购，分成7台水轮机和7台发电机两大块。

在龙滩电站开工之前，国内大型水电站机组的生产制造一直延习着引进吸收的惯例，大部分机组是通过和国外的著名公司合作制造的，主要立足国外，国内制造商多为分包商，这种采购方式未知因素少、风险小，但采购过程复杂、投资大，国内大中型电站如二滩、岩滩、小浪底等工程的有些机组设备是由我国自主生产制造的，但没有龙滩这么大的容量和制造难度，即便如此，通过这些电站机组设备的生产制造，我国厂商在大型水电机组的生产制造方面已经积累了很多经验，和国外著名公司的差距也在逐步缩小，随着我国水电站建设高潮的到来，国外著名生产制造商伏特西门子和阿尔斯通等纷纷前来中国合资、独资办厂或进行广泛的技术合作，使得我国大型水电机组设备的生产制造选择环境进一步拓宽，也为龙滩电站机组设备选择最强的设计和制造承包商创造了条件。龙滩既然拥有多项世界之最，那么龙滩建设者愿意迈出支持民族工业、实现大型水电机组国产化制造的第一步，龙滩机组采购模式最终采取国内公开招标采购，某些关键技术上由国外著名厂商提供技术支持、进行合作生产的制造模式，由此，国内制造商就成为龙滩机组设备供货的责任方，而国外著名制造商则成为合作方和分包方。

2002年2月，龙滩水电站水轮发电机组设备开始国内公开招标，哈尔滨电机厂有限责任公司、东方电机股份有限公司、天津阿尔斯通水电设备有限公司和上海希科水电设备有限公司四家公司均参加了投标。经过评标最终确定：水轮机设备由东方电机股份有限公司总承包，福伊特西门子水电设备有限公司为主要分包方。水轮发电机设备由哈尔滨电机厂有限责任公司总承包，ALSTOM（瑞士）公司为主要分包方。在国内大型水轮发电机组生产制造方面第一个实现由国内制造厂牵头制造的模式，真正实现了强强联合。

此外，在龙滩水电站的建设过程中，我们在其它关键设备的生产制造上也坚持走国产化为主的道路和进行创新，龙滩水电站788MVA世界最大三相组合式变压器，以及调速器系统、励磁系统、计算机监控系统都是采用国内品牌，即使在面对一直由国外厂商垄断的500kV干式交联聚乙烯电缆，龙滩工程也在5号、6号、7号机组上首次采用了国产电缆，这为500kV干式交联聚乙烯电缆的国产化走出了一大步。目前已投运的采用两回国产500kV电缆的5号机组及主变、计算机监控等国产设备运转良好。

3.2 采取对策，降低价格，节约投资

（1）通过合理分标、公开招标降低工程造价和设备材料采购价格

龙滩工程机电及金属结构设备均采用公开招标的方式，在招标评标工作中，为了确保工程评标的公正、公开性和防止职务犯罪，评标委员中外聘专家超过评标委员会人数的三分之二，公司监察审计部派员进行现场监督，重大项目的招标评标还同时邀请广西检察院职务犯罪预防处派员实行全过程监督。由于实行监督关口前移，有效地提高了监督效果。有力地保障了按公平、公正、公开的原则选择设备供货商，达到了通过招标降低工程造价和设备材料采购价格。

龙滩水电站设备分标，主要考虑以下几条原则：

①根据龙滩工程总发电控制工期，考虑各单项设备的不同安装工期；

②根据工程不同的机电设计进度；

③根据设备的制造难度、制造周期进行合理分标；

④分标应充分利用各专业制造厂家的技术优势、行业优势、地理优势；

⑤分标应便于合同管理、设备管理、进度控制；

⑥尽量减少合同执行过程中的中间环节，加快业主、设计单位、制造单位、施工单位相互沟通的速度；

⑦确保设备质量，节约工程投资。

目前水电站机电设备招标通常采用3种方法，即“一缆子”招标法、单项招标法、分类招标法。龙滩工程取各取所长创立具有龙滩特色的分批分标、集中采购的招标方法：7台水轮发电机组按7+7横切分标方案同时进行公开招标采购，油气水等辅机系统根据工程进度分两批次共11个包集中公开招标采购，金属结构分两批次6个包集中公开招标采购，通风空调消防分类同时采购，电气设备根据不同类别制造周期相似的分三批同时招标。这种分批分标、集中招标的方式能适应工程设计进度要求，保证采购设备技术参数、型号、数量的准确性，也能较准确地反映合同价格的准确性、可比性，保证业主能用合适的资金采购最优的设备，业主能更合理的分批次安排工程投资进而节约机电设备投资。同时分批集中采购可有效合理地减少招标次数，节省一次次单项招标发标、评标、合同签订等一系列的费用，为设备采购的制造、交货留足一定的提前量，以应对各类风险。同时又可以方便聘请到国内知名的专家参与评标，提高评标质量，对合同执行提出注意事项和建议。

（2）大件设备工地制造或组装、即节省了成本，又解决了超重超大件运输的困难

①由于龙滩水电站所处的高山地区特殊的地理位置，对于龙滩转轮这样的超重超大件（转轮最大直径8051mm，总高度4250mm。重量259t），整体运输不仅投资费用十分昂贵，而且运输环节繁复，制约因素多，工期难以保证，而对大容量机组来说，分瓣组焊转轮存在很多弊端，不宜采用，因此龙滩公司经过反复考察、论证，最终决定龙滩转轮采用工地整体制造的模式。

工地制造转轮既解决了转轮的运输难题，对于控制转轮的质量和工期，也更为直接和明确，确保工地制造转轮和工厂制造转轮的质量控制标准完全相同。

②龙滩水电站蜗壳、压力钢管、尾水管的直径大、数量多，主机厂离工地距离远，运输条件差，如果这些结构件按传统习惯在制造厂加工成瓦片后供货到现场组拼，则根据目前龙滩工程的运输能力和制造厂任务情况，不但需要花费大量的运费和进行工厂催交，而且，瓦片运到工地后仍要进行现场组拼。为此，龙滩工程把蜗壳、尾水管、钢管等大尺寸金属结构件全部安排在工地进行生产，这样既节省了运费，又保证了交货进度和产品质量，此外在工地还可以进行扩大单元制作，减少现场安装的工作量，有利于加快施工进度。

③对于容量达788MVA的主变压器，考虑到地下厂房开挖布置的难度和解决整体三相变压器无法运输的难题，龙滩工程采用分相运输在安装现场进行整体组合，节省了运输成本，直接降低了设备价格。

龙滩机电及金属结构采购工程通过公开招标，合理分标，集中采购、大部件工地制造或组装等方式大大降低了价格，节省了投资。

3.3 积极沟通、加强监造催交，确保设备交货进度、质量

由于国内能源设备项目增长迅速，材料价格上涨等因素，各厂家制造能力趋于饱和，交货压力大，因此龙滩机电设备能否按期交货已成为制约工程进度乃至发电工期的关键因素。龙滩公司通过公开招标选择有丰富经验由法国电力公司、中国电能成套设备公司、中国水利电力物资公司组成的法中BCC联合体承担龙滩水轮发电机组的监造、杭州华电机械研究所承担金属结构设备监造，并于2005年6月成立了由公司分管机电的副总经理、机电物资部人员组成的机电设备物资催交领导小组和机电设备物资催交工作组，同时聘请有经验的人员进行驻厂催交。

龙滩工程发电目标提前、交货压力更加增大，催交组对各设备制造厂设备交货情况进行详细摸底分析，针对不同制造厂的交货情况有的放矢，及时与各厂商沟通，协调解决问题及矛盾，在增派人员驻厂催交的同时，龙滩公司领导及职能部门也增加催交次数。由于催交工作的及时有效，保证了设备交货进度。

4 统筹规划、加强业主的核心领导作用，确保机电安装的优质高效

4.1 通过公开招标择优选择监理及安装队伍

龙滩工程机电安装分为两个标，机电安装Ⅰ标和机电安装Ⅱ标，机电安装Ⅰ标分为Ⅰ标Ⅰ包和Ⅰ标Ⅱ包。

机电设备安装工程I标I包主要项目包括：1号～4号机组，4台套混流式水轮发电机组及其附属设备安装，机电设备安装工程I标Ⅱ包，主要项目包括：5号～7号机组3台套混流式水轮发电机组及其附属设备安装。机电设备安装工程II标主要项目包括：7台套500kV主变压器及其辅助设备安装；500kV挤包绝缘电缆及其辅助设备安装；500kV GIS开关站设备安装。

龙滩工程首次实现了全空冷特大型机组国产化，制造难度高，机组的安装难度大，因此要求机电安装监理要有丰富的机电安装管理经验，极强的专业技术力量；机电安装队伍要有安装大机组的经验，专业的技术力量，具有能够满足龙滩工程的人力及设备资源。通过公开招标、严格评标，龙滩公司最终择优选择了二滩建设咨询工程公司为龙滩机电安装监理单位，技术力量强、经验丰富的水电七局、水电十四局、葛洲坝集团承担龙滩机电安装工程，Ⅰ标Ⅰ包、Ⅱ标中标单位为水电七局，其中3号、4号机分包给水电十四局；Ⅰ标Ⅱ包中标单位为葛洲坝集团公司。

4.2 充分发挥业主在工程建设中的领导核心作用

龙滩水电站建设规模大，技术复杂，土建与机电施工、监理均分开，仅厂房内的机电安装单位就有三家，加上施工场地狭小，多台机组同时施工，不可避免地出现机电与土建之间交叉作业的矛盾。

针对这一问题，龙滩公司充分发挥业主在工程中的领导核心作用，在厂房机电预埋及机电安装阶段，实行以龙滩公司机电物资部为主，负责协调机电土建矛盾的协调管理机制，每周定期召开机电土建周例会，对机电、土建各单位、各专业之间需要协调解决的问题、施工工作面矛盾、工位的协调、设备交货、施工设计图纸供应等问题进行分析归纳，共同制定解决办法；理顺各方关系；加强各方之间的信息沟通；对桥机使用、工作面交接等互相干扰交叉的问题进行协调。

业主、监理全天候跟班，驻守现场，及时了解情况、及时解决问题。重大施工组织措施、技术方案业主均参加审定。

实践证明，这种机制对龙滩工程建设起到了巨大的推动作用。

4.3 依靠科学，采取多项优化措施，确保工程进度、质量

龙滩工程作为世界级工程，工程技术难度大，技术含量高，在国内乃至世界同类型水电工程建设中也属罕见，很多重大的技术问题需要深入研究才能得到解决。龙滩公司在机电设计与安装阶段多次召开技术咨询及专题会议，聘请国内水电行业经验丰富的专家就龙滩工程机电及金属结构重大方案、安装进度、场地布置、关键节点等重大技术问题进行讨论咨询，仅机电及金属结构安装就前后召开大型咨询会8次，专家们为龙滩机电工程出谋划策，及时解决存在的问题，为工程的顺利进行，机组提前发电提供了强有力的技术支持。

经过不断地摸索、论证，龙滩机电工程设计及安装主要采取了以下优化措施：

（1）龙滩1号～3号机组进水口压力钢管为全段钢衬，4号～9号机组压力管道的上下两段为钢衬，中间段是砼衬砌的；原设计每台机组压力管道均设有伸缩节，经优化后保留前3台机组伸缩节，后6台伸缩节取消。这两项优化不仅每台机节省3000多万投资，且节省了伸缩节制造安装工期，为大坝提前浇筑至坝顶创造了条件。

（2）水轮机厂家在机组设计阶段为保证机组稳定性，在蜗壳与压力钢管间设计了推力环，业主组织进行论证简化了推力环结构，并在5号机取消了推力环，对不同工况进行对比。

（3）在姚里沟建设了转轮加工厂，布置转轮组装、焊接、翻身、加工、热处理5个工位，配置退火炉、焊接设备、300t桥机、加式立车等设备，现场加工转轮不仅解决了运输困难，并且业主可对质量进度进行更直接的管理。

（4）在姚里沟建设了大型金属结构制造车间，后期在雷公滩增设一个钢管制造车间，解决了钢管运输的瓶颈及钢管安装与大坝砼浇筑的矛盾。同时机组蜗壳、肘管、机坑里衬等埋件利用姚里沟金属结构制造厂进行现场制造，节省了运输费用，保证了现场拼装质量及进度。

（5）在厂房工位的布置上，除安装间场地外，在二期工程的9号机坑搭设施工平台，作为定子组装场地，砼浇筑至定子基础，定子组装可在本机坑进行，这样几台定子可同时组装；制造2套封闭洁净的定子组装下线工棚，订购2套组装下线工具，确保定子组装下线的质量及进度；这些措施极大地缓解了安装工位的紧张，解决了多台机组多个施工单位同时施工的场地矛盾，为龙滩工程“一年三投”、“一年四投”创造了条件。

（6）在蜗壳探伤射线作业与土建砼浇筑出现干扰时，投入资金制造铅屏蔽，防止射线对施工人员身体造成伤害，保证了工程进度。

（7）在机电预埋阶段，为解决土建与机电桥机使用矛盾，在主厂房2台2×500t桥机基础上，新安装一台30t桥机，机电安装监理负责协调各承包商对桥机的使用时段。

（8）为确保水轮机与发电机大轴联接垂直度，提前在其它工位对水发大轴试联，发现问题及早进行处理，避免转轮联轴吊入机坑后，水发大轴联轴缺陷处理困难及对工期的影响。

4.4 业主、监理、施工、电厂四方联合试验、验收，实行工程闭环管理，达到基建、电厂运行的无缝交接

结合国内、国外成功的工程建设和生产运行经验，龙滩工程实行了“建管结合”的管理模式，保证基建、电厂运行的无缝交接。龙滩公司机电物资部、监理、施工、电厂人员共同进行设备安装验收、单体试运、分部试运、整体试运、生产移交等各项工作，对四方联合检查验收中发现的问题，由公司机电物资部负责协调、督促设备设计、制造厂家和安装单位进行整改。电厂人员提早介入，尽早熟悉和掌握龙滩水电站各系统设备的结构和特性，为机组顺利交接投入商业运行打下了基础，真正实现了基建、电厂运行的无缝交接。

龙滩电站的机组在启动试运行过程中严格按规程规范规定的项目进行调试，尽管试验项目多，实验程序复杂，但由于设备制造和安装质量较高、安装试验单位经验丰富，实现了基建、电厂运行的无缝交接，保证了龙滩工程的进度。机组从首次启动到完成72h试运行正式投产发电比较顺利，用时较短，最快的一台机组从首次开机到72h试运行完成只用了10天时间。

5 以利益共享、风险共担、实事求是的原则，实现龙滩工程各方共赢、和谐发展

5.1 以利益共享、风险共担、实事求是的原则解决承包商存在的实际困难

合同双方是利益共同体，应互相理解，互相支持，树立帮人就是帮己的观念，处理好合同执行中存在的问题，共创双赢，多赢的效果。在设备制造安装承包商出现困难时，龙滩公司在遵循合同原则的基础上都给予了大力的支持和帮助。

近几年来，由于国际、国内原材料市场尤其是硅钢片、铜、锌、铝、钢等材料市场价格大幅度上涨，导致各主机供货商、变压器、开关柜、电缆、电缆桥架等产品的生产厂家产生了严重的材料亏损，加之国内新上电力项目多、各厂家生产能力均较饱满，对水轮发电机组及其他设备合同的执行带来了十分不利的影响，各厂家陆续向我公司提出材料价差补偿，并表示在任务已严重饱和及因材料大幅度涨价而造成严重亏损的情况下，已无力保证龙滩水电站机组设备的正常交货。为确实解决主要设备的材料价差补偿问题，促进供货商的生产积极性，确保龙滩水电站设备交货进度满足提前发电目标的要求，本着利益共享、风险共担、实事求是的原则，我公司与供货商进行了多次磋商，为使补偿费用确实起到促进供货商生产积极性的作用，我公司以交货考核的方式，对部分供货商进行考核补偿。

机电安装承包商出现资金周转困难时，业主采取预支付工程款的方式助其渡过难关；在施工遇到技术难题时，业主组织召开专家咨询会进行咨询，排忧解难；为承包商创造了良好的工作环境。

正因业主一贯奉行实事求是、积极主动，急承包商所急的工作理念，各承包商也支持业主工作，各设备制造商克服困难提前供货，监理、安装承包商增加大量资源，实现了工程进度大幅度提前。

机电安装阶段，因安装场地紧张、布置困难，三家安装承包商共用1套施工用电，在桥机使用、场地布置、机电与土建配合及工作面交接等方面均比较顺畅和谐。

5.1 建立有效的激励和约束机制，完善考核制度

为促进工程建设的顺利进行，提高施工队伍管理水平，建立行之有效的激励和约束机制，完善考核制度是非常必要的。为此，龙滩公司出台了“进度、质量、安全、文明施工”考核实施管理办法，以工程进度及《水电工程达标投产管理办法》的各项指标为考核依据，以工程合同价款的2%为奖励基数，并提取承包商合同价款的4%进行连带考核，每月对进度、质量、安全、文明施工进行考核，在月结算报表中兑现奖励或罚金。

龙滩工程发电工期提前幅度较大，本着共羸双赢的原则，业主积极为承包商提前发电创造条件，在机电及金属结构安装合同中设立节点奖励及提前发电奖励，同时规定了相应的罚则，做到奖罚分明，承包商通过努力得到利益。

行之有效的激励和约束机制，激发了参建单位奋发向上，加强现场管理，加快进度、提高质量、降低安全事故率、提高文明施工水平。

龙滩工程和谐顺畅的工作环境，保证了工程安全、进度、质量目标的全面实现。承包商获得世界特大型水电工程的经验、业绩及效益，业主实现经济和社会效益双丰收，赢得了“开明、精明、英明”三明业主的美誉，工程各方共赢和谐发展。