浅谈水利工程设备的选型和采购方法

胡小丽，文小卫

(陕西省桃曲坡水库灌溉中心，陕西 铜川 727031)

水利工程中的机电和设备安装单位工程，其设备和材料费用占到整个工程费用的50%～70%之间，泵站工程中设备和材料费用会达到总费用的80%以上。随着工程设备研发和更新周期的不断缩小，特别在当今大数据时代，人工智能技术各个领域的应用，使水利工程中设备更加向自动化和智能化方向发展。在这种趋势下，如何正确对工程设备进行选型和采购，在工程建设目标实现的情况下实现工程最小成本下的设备运行的最佳状态，是每一项工程建设中必须面对的课题。

水利工程设备选型从工程立项就已经开始，贯穿于水利工程整个生命周期，项目立项的设备类别、容量比选，设计阶段设备参数确定，施工阶段的设备采购及安装，运行阶段设备功能的实现。建成水利工程设备的运行数据和效果，给后续类似工程建设提供了宝贵的经验，促进在后续工程中工程设备性能的提升，这是一个周而复始螺旋上升过程，也是工程建设技术和设备的更新过程。本文对工程建设阶段设备选型中对采购方法的应用误区进行分析，提出相应的设备选型和采购方案。

1 工程设备及其寿命

水利工程的设备分为机电设备和金属结构设备，包括传统设备和智能设备。传统设备有各种闸门、启闭机、发电机组、变压器和高低压线路系统。智能设备是以互联网和大数据技术为基础的监测和控制及工人智能系统，如实时监测和监控、水位流量自动测报，洪水自动分析系统等，也包括智能化的传统设备，如智能控制闸门、启闭机等。

任何设备都存在寿命，而且不止一种寿命。从经济学方面论述，“设备的寿命在不同需要情况下有不同的内涵和意义。现代设备的寿命，不仅要考虑自然寿命，而且还要考虑设备的技术寿命和经济寿命”，自然寿命，又称物质寿命，他是指设备从投入使用开始，直到因物质磨损严重而不能继续使用、报废为止所经历的全部时间；技术寿命是指设备从投入使用到因技术落后而被淘汰所持续的时间，也是指设备在市场上维持其价值的时间，又称有效寿命；经济寿命是指设备从开始使用，到持续使用在经济上不合理而被更新所经历的时间，是由设备维护费用的提高和使用价值的降低决定的，设备的经济寿命就是从经济观点(即成本观点或收益观点)确定设备更新的最佳时刻。

设备的几种寿命中，自然寿命最长，经济寿命最短，技术寿命介于二者之间。随着技术和知识更新周期的不断缩短，设备的自然寿命、技术寿命和经济寿命的差距越来越明显，在智能化设备(电脑控制、人工智能)上更为突出，表现为设备的更新换代年限由原来的几年一次变更一年一次，有的设备达到惊人的一年几次，几种设备的三种寿命见表1。

表1 常见设备寿命表 单位：年

2 工程建设阶段设备选型的目标

在工程建设阶段，设备采购安装是实现设备和材料从设计思路转换为现实成果的关键时期，工程设备选型参数、型号的正确选择是基本要求，技术先进性和市场领先性是设备选型的更高要求，这关系到整个水利工程建成后的先进水平。

在这个阶段，建设单位工程机构人员，应关注相关设备的先进技术和发展动向，调研生产厂家和市场供求信息，比选适合本工程的先进设备。根据工程工期和设备类型制定相应设备的采购时间和方法，运用工程技术和经济规律，实现工程设备全寿命周期费用最低。

3 工程建设阶段设备选型方法应用的误区

(1)最低单价法

最低单价法多出现在工程总承包和施工单位进行设备采购的水利工程中，招标时最低价中标的工程中更多。最低单价法在设备选型中，在供方满足参数要求的设备中，用最低价格进行采购，达到工程施工阶段费用最低，对设备对市场领先和后期更新考虑不足，会增加设备的更新次数和工程的全周期费用。

2002年，桃曲坡水库植物园灌溉系统的泵站建设过程中，由于是最低价中标，施工单位在选择一级30 kW·h潜水泵时采用价格优先的原则，未考虑水库洪水对水库水中颗粒物含量和水库边坡稳定的影响，选用在普通环境下使用的常规水泵，并且在潜水泵周围未设置水质过滤和净化区域，造成在使用过程中水泵因频繁损坏不停维修和更换，增加了工程使用成本，降低了工程保证率。2013年，将一级泵站进行改造成小型浮箱泵站，浮箱周围设置了直径4 m、深度2 m的过滤网，潜水泵换成专用水泵，才保证了泵站工程的稳定运行。

(2)最新型号法

最新型号法在甲方采购设备和示范性水利工程中比较常见。最新型号法在工程设备选型中，对市场的供应厂进行调研，选择市场上实力和信誉强的品牌，考察满足工程需要的最新设备，兼顾设备基本性能和后期扩展功能，用来展现工程各方面的前沿科技。但却有时应用在常规水利工程的设备采购中。

在水库自动化控制系统建设中，建设单位在满足设备性能的基础上，盲目追求高大上，采购科研院校研究用的高性能设备和系统，自身人员不具备相应素质，造成设备造价和运行费用的大大增加。加之自动化控制软件系统的升级和不断更新，电子化设备的换代，设备的更新换代年限没有相应延长，造成了工程资源的浪费。

(3)总价控制法

总价控制法出现在工程设计比较完善和工程项目内容确定的水利工程中，常用在工期比较短(1年内)的水利工程中。总价控制法在工程建设设计和招标阶段，根据选定的工程设备，对市场进行调研或经过招标，确定设备总价格。在后期的工程实施中，对工程设备总价格进行控制，以确保工程费用不超支。

总价控制不适用于工期较长(大于1年)和现代化设备集中的水利工程，但有时却被错误应用。某水源地工程建设工期3年，一次性招标后对设备采用总价控制。到工程设备安装时的第3年，由于市场设备更新和法规对水源地建设的新要求，设备价格大幅上涨，建设单位面临艰难选择，按原型号设备安装，为市场淘汰产品且不符合法规强制要求，安装新型设备，设备费用超过控制总价。最后，建设单位通过各方筹资，安装了新型设备。工程若采用分阶段招标，就能避免这个两难选择。

4 工程建设阶段设备选型的方法

(1)按设备应用类型进行采购

在桃曲坡水库水土保持综合治理工程建设过程中，对建设中的设备按不同类型分类，不同类型采用不同的采购方法。对普遍选择的种类、规范一致的已经确定的如水泥、钢筋、管道、设施的采购，采用最低单价方法。针对影响工程成本较小却工艺复杂的设备选购，例如金属构造、电线保护系统等，采用综合评估法。关于直接影响工程成本的设备采购，例如浮动码头、自动气象站、诱虫灯等这些设施的采购，采用全寿命周期成本方式，将设备的运行维护成本有效地纳入到招投标阶段，保证采购的设备经济、稳定、可靠地运行。

(2)按工程工期选择设备采购方法

在上述设备采购原则的基础上，根据水利工程的工期长短，采用不同的设备采购方法。对桃曲坡水库每年实施的库区水土保持工程，因为受市场波动和设备更新影响小，采用招标确定的固定单价或总价进行设备采购；在铜川自来水公司二期建设工程中，项目工期为3年(大于1年小于5年)的工程，按工程进度分阶段进行设备加工和采购，采购时重新调查市场最新信息和设备更新情况，设备价格可以通过招标确定，项目初期对设备总价进行匡算动态控制。

在工期大于5年大型工程和高科技工程中，由于在设计阶段选择的设备为初选，到设备安装时，原有设备可能已更新型号或改型，为保证设备的先进性，建设单位应对设备进行更新和调整，保证工程建设中设备的先进性和稳定性，此时的设备费用按变更后进行确定，在马栏引水工程中，该工程工期大于5年，初期仅提出设备型号和参数，进行费用估算。在实施过程中，根据工程实施方案和设备进场节点，制定设备招标计划，按招标价格进行费用确定。由于市场变化和设备更新，在实施过程中进行了两次调概，保证了工程建设的顺利完成。从1997年通水至今，工程运行良好，达到设计效果。

5 结论

水利工程中的设备选型和采购是工程建设的一个重要部分，需要成立专门管理机构，按工程进度制定设备进场计划，适时进行设备的选型和采购。在设备选型和采购中，根据设备种类、数量、市场依赖度、自动化程度和市场更新速度，选择不同的采购方法，并根据工程进度进行动态调整，而不是简单的按计划执行。在采购中，应运用全周期寿命费用法、设备不同寿命理论、动态更新理论，比选适合工程参数的先进设备，保证水利工程功能的实现和全周期费用的最优。