基于LCC方法的30MW级燃驱压缩机组全寿命周期成本分析

古自强　葛建刚　李星星

摘要：为全面掌握燃驱机组全寿命成本构成，文章利用LCC分析方法统计了公司西二线GE、SIEMENS燃机的投资成本、运行成本、维护成本、故障成本数据，分析后，提出燃机全寿命各阶段管理成本的构成及比例，认为改进和加强设备全寿命周期管理，有助于提高生产效率，降低管道建设和设备运行成本。

关键词：燃驱压缩机组；全寿命周期；LCC成本分析；投资成本；运行成本；维护成本 文献标识码：A

中图分类号：TE89 文章编号：1009-2374（2015）35-0193-02 DOI：10.13535/j.cnki.11-4406/n.2015.35.095

1 公司燃机全寿命周期管理现状

西部管道公司目前已投运的30MW燃机分布在西一线西段、西二线西段、西三线西段和轮吐线。其中西一线13座压气站共35台机组，燃驱机组占33台；西二线14座压气站共46台机组，燃驱机组占34台；已投运西三线3座压气站6台燃驱机组；轮吐线一期工程2座压气站3台燃驱机组。截止2015年5月，公司在役30WM级GE燃驱机组总数已经达到55台，占公司已投运机组总量的45.5%；30WM级SIEMENS燃驱机组21台占公司已投运机组总量的20.7%。相比电驱而言，燃驱采购、运行及大中修成本均高于电驱机组，因此本次统计与分析选取公司具有代表性的GE公司的PGT25+PCL800压缩机组与SIEMENS公司的RB211+RF3BB压缩机组进行全寿命费用成本分析及比较。

2 机组全寿命各阶段成本构成

机组各阶段成本分为由采购和建设费用构成的投资成本，由燃料气消耗和电力消耗组成的运行成本，由机组检修、运输构成的维护成本，由备件构成的故障成本。

2.1 投资成本

GE、SIEMENS燃驱机组建设采购成本在机组招标选商后已经确定，该费用包括设备购置、两年备品备件、设备运输、安装调试技术服务等费用，GE机组约为7705万元、SIEMENS机组投资成本费用为7405万元。

2.2 运行成本

燃机的日常运行费用包括燃料气消耗、机组启停天然气放空的损耗、运行期间干气密封天然气放空、机组低压电器设备及控制系统电量消耗等。以下两座压气站为同一负压下，GE燃驱、SIEMENS燃驱机组燃料气消耗统计结果。

2.2.1 天然气压缩机组的动力由燃气轮机提供，其运行期间，燃料气需要与空气混合燃烧提供持续不断的热能，热能转换为离心压缩机机械能，因此管道天然气在增加输送期间将消耗大量的天然气。为准确比对不同机组的燃料气消耗，对2013～2015年燃料气数据统计后，得出以下GE和SIEMENS机组的平均燃耗。

综合近两年GE燃机燃料气的消耗，机组平均消耗是4900方/小时，假设机组运行10万小时为一个周期计算，燃耗成本为：4900标方/小时×1.85元/标方×100000小时=90650万元。

假设机组运行10万小时为一个周期计算，燃耗成本为：5300标方/小时×1.85元/标方×100000小时=98050万元。

2.2.2 其他运行成本。燃驱压缩机机组在启动、运行、保压期间干气密封一级放空为主要放空损耗，随着转速的变化，放空量也会有所差异，通常驱动端及非驱动端两侧一级正常运行期间放空量约为17标方/小时，该放空量与机组运行期间燃料气消耗相比为2%～3%。同时为保证燃机及其辅助系统如箱体通风、电加热器、空冷器、控制系统的正常运行，每天将消耗一定的电量，经统计机组运行期间站场耗电约为300～600元/小时，该用电量与燃料气消耗成本相比为3%～6%。因此压缩机组运行期间天然气放空和站场用电成本约占机组燃料气消耗成本的5%～9%。

2.3 维检修成本

2013年至2014年西一线西段GE、SIEMENS燃驱机组进入中修阶段，综合近两年GE机组维修费用，考虑运输、清关等各项费用，结合GE燃机合同条款及价格涨幅，预计2029年西二线GE、SIEMENS燃驱机组将运行至10万小时，期间各阶段大中修维修价格如表3所示：

2.4 日常故障成本

在机组投产调试、运行期间由于设备磨损、设备缺陷、恶劣气质等因素，压缩机组会出现不同类型和级别的故障，通过对备件出库情况分析后发现，GE机组消耗高价值备件是齿轮箱总成、燃料气喷嘴、干气密封、燃料气调节阀、UCP控制模块、干气密封滤芯、T5.4热电偶等部件；SIEMENS机组主要消耗的高价值备件是干气密封、燃料气调节阀、液压泵等备件。综合近两年机组备件消耗数据，若以运行10万小时为一个周期，GE单台机组备件消耗4400万元；SIEMENS单台机组备件消耗3270万元。

3 基于LCC分析的燃驱机组全寿命成本与分析

设备全寿命周期管理以全寿命周期成本最低为管理目标，涉及设备采购、日常运行、故障处理、中修大修直至报废的各个环节，按照全寿命周期不同阶段内容，LCC模型为：

LCC=CIC+COC+CMC+CPC+CDC

式中：LCC为全寿命周期成本；CIC为投资成本，COC为运行成本为，CMC为维护成本，CPC为故障成本，CDC为报废成本。

结合以上数据分析结果，图1得出GE燃驱、SIEMENS燃驱机组全寿命成本构成及分布比例。可以看出两种机型燃料气消耗占成本的80%以上，是机组成本构成的最重要部分，其次为机组维修成本约占8%。

4 结语

采用全寿命周期管理的成本分析方法，能够更加科学和全面地对设备管理成本进行分析和比对，该方法能够掌握燃气轮机组不同阶段、不同因素对设备使用成本的影响程度，管理人员可以采取更有针对性的措施降低成本支出。LCC方法分析表明，燃驱压缩机机组运行期间燃料气消耗是成本比例最重的因素，为降低运行成本，可从提高燃机效率和输气管网效率等方面入手。另外由机组中修、大修费用构成的维护成本占比高于投资成本和故障成本，通过研究燃机热端部件寿命及性能，长期分析燃机运行工况，逐步延长机组维修周期，能降低10%以上的维护成本。最后使用对LCC方式对机组全寿命成本分析，并不断分析与比对，能够更加全面地掌握不同厂家、不同机型的使用成本，有助于各方在新建天然气管道站场机组选型和采购阶段提供更全面的决策支持。

（责任编辑：王 波）