成本控制要求下小型水電站技改的設備選擇策略

摘 要：受到制造落后、加工技術低下、原先設計方式不科學等的影響，部分早期建成的水電站的設備年老失修，或者設備更新與實際需求不符。近些年在小型水電技術改革的要求下，很多小型水電站需要加大設備和技術的改革力度，但是小型水電站本身的投入資金及資源備受局限的客觀現實，很容易制約小型水電站設備更新與技改的進程。基于此，文中從成本控制角度入手，分析小型水電站設備和技改的需求、計量方式，探討使用何種策略來降低小型水電站的設備更新成本。

關鍵詞：成本控制；小型水電站技改；設備選擇

我國小型水電建設在近些年的技術改革中取得了巨大的突破，并對當地經濟的可持續發展起到了極為重要的促動作用。然而已建成的早期小型水電站，受到施工質量差、設計水平差、機電設備落后陳舊、水文資料不全、管理手段落后、過流部件的汽蝕嚴重、水電站和機組技術參數實際參數的不匹配、運行自動化水平偏低等因素的影響，整體經濟效益偏低，急需要技術改造和設備更新。然而從成本控制角度考慮，如何選擇設備以及如何選擇技改的技術，卻是在小型水電站設備改革之前需要考慮的。

一、小型水電站技改及設備選擇的衡量標準

水電站技術改革及設備更新需要從水電站的實際情況入手，以提升設備和技術的合理性、先進性、經濟性、自動化水平等為前提，進行設備和設施的更新與改進。當然，出于控制成本的要求，建議小型水電站在設備更新確定之前，考察現有設備和設施，比如：

1.衡量水電站的現有設備與水電站的運行與設計要求是否匹配，水輪機的過流部件是否磨損嚴重；2.水輪機造型是否合理，尤其是工程實際參與與設備參與是否匹配，設備和技術的安全可靠性如何，機組運行效率及資源浪費情況如何；3.機電設備及性能是否陳舊到影響水電站正常運營；4.主要電氣設備如斷路器、發電機、主變壓器等與水電站的水輪機容量是否匹配，水電站輸出功率是否受限；5.設備的自動化程度及技術是否偏低；6.輔助設備和機組是否長期帶病運轉，能否達到額定功率，如果久修不愈則需要更換設備；7.機電設備與引水工程是否不配套，原設計年利用小時數與實際年利用小時數知否契合，考察設計值是否與實際發電量一致；8.水力資源的開發和利用是否合理，尤其是灌溉供水等方面；9.攔污柵的結構與配置是否合理，是否存在柵條截面及間距不合理，清污困難等情況；10.水電站運行方式是否改變，現有設備是否與運行方式不匹配；11.導軸承與推力軸承的瓦溫、廠房溫度是否過高；12.主機設備噪音是否超標；13.引水系統如閘閥、隧洞、渠道等的滲漏損失如何。

在檢查小型水電站的設備和應用技術是否存在以上問題后，按照成本控制的要求，考慮水電站設備和技術改造的可行性、必要性。目前針對小型水電技術改革比較普遍的方式是更新設備。但是設備更新如何運作，還需要在分析現有要求后，調研和對比設備市場價格，繼而明確可選的設備類型、功能等。

二、基于成本控制小型水電站技改設備選擇的計量方式

小型水電站技改設備改革與更新有兩種形式，1.選擇原材料消耗少、效率高、技術應用更為先進的新設備來替換舊設備，目的在于解決設備技術落后和損壞的問題。2.使用相同效能和結構的機械設備直接替換無法繼續使用、耗損嚴重的舊設備，此種更新方式不涉及設備的技術更新及重新選擇的問題。

（一）明確經濟壽命標準的計量方式

設備年平均成本包含兩部分，其一是設備年運行費，其二是設備購置費年分攤額，前者伴隨設備使用年限的延展而不斷增加，后者伴隨使用年限的增加而減少。設備年平均使用成本常態下是伴隨使用時間的變更而變化。年平均使用成本最低值在最適當的使用年限會出現，此年限即設備經濟壽命的確認點。

計算設備經濟壽命的方式包含費用平均法和勻速劣化數值法兩種，在設備更新的成本計量時，可按照實際情況來選擇其中一種計量。

在假設每年運行成本劣化增量相等時，可使用勻速劣化數值法，但是在實際運行過程中，各設備年運行費用并不完全能保持等額增長的發展態勢，因此可使用年費用平均法來計算設備的經濟壽命。在計算和對比設備的經濟壽命后，以經濟壽命為衡量標磚，如計量結果達到經濟壽命，那么需要立刻更新設備，如果沒有到達就自然不需要更新設備。

（二）基于有形與無形損耗要求的計算方式

在實踐應用過程中，僅僅依靠經濟壽命計算方式，只能滿足設備有形損耗的要求，但是設備無形損耗對設備的更新及選擇同樣存在影響。因此，在小型水電設備更新之前，將有形損耗和無形損耗均計量在設備更新的成本計算中，計量結果有可能并不需要使用原裝的設備替換已經耗損的需要退換的設備。畢竟在設備達到經濟壽命時，有可能出現效果更好，效率更高的設備。因此，可使用年費用比較法，在比較備選新設備和舊設備經濟壽命期間年均總費用后，選擇購置新設備還是繼續使用舊設備（維修后）更利于降低成本。

公式為：AC0=V00-V01+V00+V012i+ΔC

其中，AC 0是下一年舊設備運行的總費用，V00是舊設備在決策時的可出售價值，V01是舊設備一年后可出售的價值，ΔC是舊設備在繼續使用一年后在運行費用方面出現的損失，i是設備最低期望收益率，而V00+V012i是在舊設備繼續使用后對資金的占用所出現的實踐價值損失。

在設備的年均總費用計量方面，可按以下公式來判斷，即：

ACn=2（Kn-Vr）T-Kn-VLT2+（Kn+VL）i2

其中ACn是新設備的年均總費用，Vi是在使用T年之后新設備的使用殘值，Kn是新設備原始值，而T是新設備的使用年限，i仍然是設備最低期望收益率。除以上計算方式之外，還有更新收益率法，即計算設備更新和不更新兩種狀態所產生的差額投資收益率，在對比之后，決定設備是否需要更新。

三、小型水電站技改設備選擇及更新的注意事項

（一）結合實際需求，選擇適宜機型及機組

為了更為合理的選擇及配置機組和機型，小型水電站在設備選擇之前，需要考慮和衡量設備的價值、重要性、使用要求等。比如水輪機作為小型水電站電能生產的核心設備，在設備選擇時，需要做好水輪機機型的調查和選擇，以保障發電機組和水輪機的合理配套，最好通過計量和更新設備來最大化挖掘水輪機的工作潛力。水輪機機型的選擇，需要配合當地水質特征和水源特征以及發電機組的需求，從如何提升水輪機使用壽命層面入手，設計符合小型水電站技改要求的應用方式。如果水輪機容量低于發電機容量，發電機的出力自然不足，發電機會出現額外耗損，發電機組使用壽命會縮短，反之，水輪機潛能無法正常發揮，會導致資金和資源出現浪費。因此，在選擇水輪機機型時，要確保發電機與水輪機額定轉速均等，以便在提升水輪機組工作壽命的同時，提升小型水電站的發電效率。

（二）明確界定最理想區域，制定維修制度規則

小型發電站的單位發電能力提升，是需要找到發電效率的最理想區域，但是最佳運行區需要在實際測量之后才能找到，因此建議在相關設備選擇及更新之前，可向發電設備制造廠申請水輪機的運轉特性曲線圖。考慮到小型水電站資金有限，最大生產效率不高的客觀情況，在選擇設備及配套技術時需要在保障經濟性的前提下把控選擇尺度，考慮如何借助設備的選擇和使用來提升小型水電站操作的自動化水平。因此在設備選擇和安裝之前，必須重視水輪機組停機、開機和系統調試的自動化改造，以便于機組自動化操作與所選的設備配套。雙方可互相支持對方的調試需求。故障檢測系統和小型水電站勵磁系統需要在設備選擇與安裝的過程中加以改造，以此來完成勵磁自動調節及功率自動分配的要求。

在小型發電站設備選擇及技術改革的過程中，通過計量必然有部分的設備不需要更換，而是需要維修。常態下機電設備的維修按照平時維修和年度大修的方式操作，其中年度大修基本集中在枯水期，而平常維修按照設備的日常使用情況來確定。按照此種規則，小型發電站需要在調查、計量之后撰寫維修計劃并制定大修的方案，在摸清設備存在的問題和主要缺陷后，確定維修及管理的內容、步驟以及維修設備的輕重緩急等。在維修的過程中必須以預防為主，維護質量，確保設備更新及安裝的安全性等。

參考文獻：

[1]王向東.小型水電站設備技改的技術與安全管理[J].中國新技術新產品，2014，（24）：112.

[2]劉國強.基于小型水電站技術改造水工設計[J].黑龍江水利科技，2012，40（10）：140-141.

作者簡介：

袁靜（ 1966-），女，漢族，河南信陽人，本科，經濟師，信陽市南灣水庫水電站工會主席，研究方向：勞動經濟。