福建浅海区域海上风电风机吊装作业成本测定

吴建鹏

（上海勘测设计研究院有限公司，上海 200335）

近年来，中国海上风电迎来快速发展期，在海上风电大规模装机的趋势下，国家与地方逐步取消上网电价补贴，以及采用“竞价”上网的措施，海上风电建设成本将是制约规模发展的一大因素。其中风机吊装施工是海上风电施工的重要组成部分，且吊装施工费用占比施工总费用比例较大。目前，行业中对吊装成本测算依据主要来源于行业定额及企业自身费用估算指标，行业定额及费用估算指标相对粗略且滞后，无法及时适应海上风电深远海、大机型的发展趋势。通过对实际吊装作业成本测定，也为后续项目吊装成本估算提供参考思路。

1 项目概况

福建兴化湾某海上风电项目位于兴化湾北部，离岸距离5 km，理论水深10 m,面积约18.5 km2。风场拟布置45 台风机，其中包括32 台6.375 MW风电机组、2 台8 MW 风电机组、10 台5 MW 风电机组、1 台10 MW 风电机组，装机容量280 MW。此次风机吊装样本选取8 台单机容量6.375 MW风电机组、轮毂高度89 m、基础形式为高桩承台的样本进行数据跟踪记录。该机型吊装方式为单叶片式吊装，即机舱和轮毂先预组装，吊装现场完成塔筒吊装后，进行机舱和轮毂起吊，最后3 只叶片逐个吊装，吊装流程见图1。

图1 单叶片式吊装流程图

2 风机吊装有效作业时间测定

根据现场测定安排，自交通船出海到交通船回岸期间均为风机吊装作业时间，期间安排专人进行跟踪记录。根据海上风电吊装施工特点、审定的施工组织方案，结合现场施工条件及工艺，1台完整吊装工作分为塔筒吊装、机舱吊装、轮毂吊装、叶片吊装等4 个工序。通过采用工作日写实法，完整记录吊装工作的持续时间，现场专人分别据实记录8 台风机吊装样本的作业时间，见表1。

根据海上风电吊装施工特点，海上吊装作业施工作业受风力、涌浪等因素影响大，在作业期间产生停工时间；其次，由于人为操作不当、机械（船舶）发生故障、材料准备不及时、施工安排不合理等产生停工时间；同时，考虑船舶机械的加油、加水、正常维修保养，以及工人的正常休息等停工时间。在分析停工时间时，合理区分有效时间与损失时间，剔除损失时间即为风机吊装的有效作业时间，风机吊装有效作业时间见表1。

表1 风机吊装作业持续与有效作业时间表 h

3 风机吊装样本有效性判定

为了减少其他个别突发因素对吊装有效作业时间的影响，采用控制图法对8 个吊装样本的有效作业时间进行判定，剔除无效样本的影响，最大限度保证吊装作业时间的可参考性。

1）计算样本平均值：

2）确定样本控制系数，参考相关行业及规范，同时结合海上风电吊装特点，k取值为35%。

3）计算样本控制上限和控制下限：

X上限=Xˉ(1+k)=81.66，X上限=Xˉ(1-k)=39.32。

4）绘制样本控制图，见图2。

图2 风机吊装作业样本控制图

5）经判定，8 个样本均为有效样本。根据现场记录数据进行统计计算，得出各施工过程作业平均耗时表，见表2。

表2 施工过程作业平均耗时表

4 资源投入测定

根据现场测定记录和数据，统计分析整个风机吊装作业过程中人工、材料、机械（船舶）等资源的配置及投入情况。

1）人工投入

该项目现场吊装施工班组人员配置为技术员2 人、带班2 人、普工15 人。

2）材料投入

该项目吊装作业投入材料主要有钢丝绳（索具）、吊带、缆风绳及其他材料。

3）机械（船舶）投入

该项目吊装作业机械（船舶）配置为1 200 t 自升式起重平台船、5 000 t 运输船、600 HP 交通船各1艘，拉伸泵、液压扳手、电动扳手各2台。因1 200 t自升式起重平台船能够独立完成风机吊装作业，无需再额外配置拖轮、锚艇等辅助船组。

5 资源消耗量测定

根据现场记录情况分析，风机吊装作业除了台风、大风大浪、部分法定节日、疫情影响之外，一般都可以施工或者对施工影响较小，根据施工现场作业实际情况，统计了2019 年9 月—2020 年8月完整一年之内的实际施工作业天数。2019 年9月—2020 年8 月总计天数365 d，实际作业天数230 d，窗口期计算为365/230=1.59，故在实际成本计算中应合理考虑365/230=1.59 的吊装作业施工窗口期调整系数。根据现场实测数据，分析各样本人工、材料、船机艘（台）时消耗，再算术平均作为实测平均消耗。

1）人工消耗量

实测现场平均消耗人工168.84工日/台，计算时另考虑1.59的吊装作业施工窗口期调整系数。

2）材料消耗量

现场材料消耗分为周转性材料消耗和消耗量材料消耗，周转性材料按照全场总投入量除以风机台数得出单台风机的摊销量，消耗量材料根据现场实测材料消耗确定。经计算，钢丝绳（索具）平均摊销134 kg/台，吊带（12 t）平均摊销10 m/台，缆风绳及其他少量易耗材料计入其他材料费中，因材料消耗量与天气等自然状况无关，故材料消耗按实际计算，不再考虑吊装作业施工窗口期调整系数。

3）机械（船舶）消耗量

实测现场平均交通船（600 HP）消耗0.35 艘班/台、自升式起重平台船（1 200 t）7.56 艘班/台、拉伸泵3 台班/台、液压扳手4.32 台班/台、电动扳手6.78 台班/台，计算时另考虑1.59 的吊装作业施工窗口期调整系数。

6 取费设置

1）基础价格及直接费取费

人工单价按照NB/T 31009-2019《海上风电场工程设计概算编制规定及费用标准》计取，即325 元/工日。材料单价按照当地公布指导价及市场询价综合取定，即钢丝绳（索具）6.5 元/kg、吊带（12 t）1 600 元/m。机械（船舶）艘台班费按照NB/T 31008-2019《海上风电场工程概算定额》计取，其中定额中无自升式起重平台船（1 200 t）的艘台班费价格，其艘台班费计算参考1 000 t 和800 t 定额艘台班费，采用线性内插法计算。其他直接费取费按照NB/T 31 009-2019 计取。

2）间接费及税金取费

间接费及税金取费按照NB/T 31009-2019计取。

7 测定成本与行业定额比较

经计算，吊装测定成本为335.62 万元/台，行业定额价格为408.97 万元/台。经分析，造成测定成本与行业定额价格差异的原因主要有以下4点：1）测定样本的工作范围与行业定额工作范围相比减少了塔筒、风机、叶片的海上装船运输、塔筒码头预拼装、调试配合。2）测定样本选用的风电机组容量为6.375 MW，行业吊装定额适用范围为4.5～6.0 MW。3）船机配置方面，船机费用占比吊装总费用73%，测定样本中采用的自升式起重平台船（1 200 t），自身能够独立完成风机吊装作业，无需拖轮、抛锚艇等辅助船组配合作业，而行业定额则是采用主船加辅助船组配合作业的模式，相比之下船机独立作业显著提高了船机效率，降低了船机费用。4）福建区域自然环境恶劣，施工作业窗口期较短，一定程度上增加了作业成本。随着深远海、大机型的发展，普通的风机吊装船将无法满足吊装作业，采用大吨位的自升式一体起重平台船也是降低吊装成本的有效途径之一。

8 结语

在海上风电逐步深远海、大机型的发展趋势下，行业定额局限性骤显，无法及时合理反应吊装成本，发承包双方在吊装成本控制、投标报价、变更报价及审核方面无合理标准参照，导致出现价格谈判困难、定价有失公平、争议无法解决等难题，直接影响工程推进。如上文所述，合理计算吊装成本，既能为承发包双方在投资测算、成本控制、招标投标、变更审核方面的决策提供参考依据，也能保证吊装计价方式有据可依，对于促进行业平稳健康发展起到至关重要的作用。