淺談水利工程設備的選型和采購方法

胡小麗，文小衛

(陜西省桃曲坡水庫灌溉中心，陜西 銅川 727031)

水利工程中的機電和設備安裝單位工程，其設備和材料費用占到整個工程費用的50%～70%之間，泵站工程中設備和材料費用會達到總費用的80%以上。隨著工程設備研發和更新周期的不斷縮小，特別在當今大數據時代，人工智能技術各個領域的應用，使水利工程中設備更加向自動化和智能化方向發展。在這種趨勢下，如何正確對工程設備進行選型和采購，在工程建設目標實現的情況下實現工程最小成本下的設備運行的最佳狀態，是每一項工程建設中必須面對的課題。

水利工程設備選型從工程立項就已經開始，貫穿于水利工程整個生命周期，項目立項的設備類別、容量比選，設計階段設備參數確定，施工階段的設備采購及安裝，運行階段設備功能的實現。建成水利工程設備的運行數據和效果，給后續類似工程建設提供了寶貴的經驗，促進在后續工程中工程設備性能的提升，這是一個周而復始螺旋上升過程，也是工程建設技術和設備的更新過程。本文對工程建設階段設備選型中對采購方法的應用誤區進行分析，提出相應的設備選型和采購方案。

1 工程設備及其壽命

水利工程的設備分為機電設備和金屬結構設備，包括傳統設備和智能設備。傳統設備有各種閘門、啟閉機、發電機組、變壓器和高低壓線路系統。智能設備是以互聯網和大數據技術為基礎的監測和控制及工人智能系統，如實時監測和監控、水位流量自動測報，洪水自動分析系統等，也包括智能化的傳統設備，如智能控制閘門、啟閉機等。

任何設備都存在壽命，而且不止一種壽命。從經濟學方面論述，“設備的壽命在不同需要情況下有不同的內涵和意義。現代設備的壽命，不僅要考慮自然壽命，而且還要考慮設備的技術壽命和經濟壽命”，自然壽命，又稱物質壽命，他是指設備從投入使用開始，直到因物質磨損嚴重而不能繼續使用、報廢為止所經歷的全部時間；技術壽命是指設備從投入使用到因技術落后而被淘汰所持續的時間，也是指設備在市場上維持其價值的時間，又稱有效壽命；經濟壽命是指設備從開始使用，到持續使用在經濟上不合理而被更新所經歷的時間，是由設備維護費用的提高和使用價值的降低決定的，設備的經濟壽命就是從經濟觀點(即成本觀點或收益觀點)確定設備更新的最佳時刻。

設備的幾種壽命中，自然壽命最長，經濟壽命最短，技術壽命介于二者之間。隨著技術和知識更新周期的不斷縮短，設備的自然壽命、技術壽命和經濟壽命的差距越來越明顯，在智能化設備(電腦控制、人工智能)上更為突出，表現為設備的更新換代年限由原來的幾年一次變更一年一次，有的設備達到驚人的一年幾次，幾種設備的三種壽命見表1。

表1 常見設備壽命表 單位：年

2 工程建設階段設備選型的目標

在工程建設階段，設備采購安裝是實現設備和材料從設計思路轉換為現實成果的關鍵時期，工程設備選型參數、型號的正確選擇是基本要求，技術先進性和市場領先性是設備選型的更高要求，這關系到整個水利工程建成后的先進水平。

在這個階段，建設單位工程機構人員，應關注相關設備的先進技術和發展動向，調研生產廠家和市場供求信息，比選適合本工程的先進設備。根據工程工期和設備類型制定相應設備的采購時間和方法，運用工程技術和經濟規律，實現工程設備全壽命周期費用最低。

3 工程建設階段設備選型方法應用的誤區

(1)最低單價法

最低單價法多出現在工程總承包和施工單位進行設備采購的水利工程中，招標時最低價中標的工程中更多。最低單價法在設備選型中，在供方滿足參數要求的設備中，用最低價格進行采購，達到工程施工階段費用最低，對設備對市場領先和后期更新考慮不足，會增加設備的更新次數和工程的全周期費用。

2002年，桃曲坡水庫植物園灌溉系統的泵站建設過程中，由于是最低價中標，施工單位在選擇一級30 kW·h潛水泵時采用價格優先的原則，未考慮水庫洪水對水庫水中顆粒物含量和水庫邊坡穩定的影響，選用在普通環境下使用的常規水泵，并且在潛水泵周圍未設置水質過濾和凈化區域，造成在使用過程中水泵因頻繁損壞不停維修和更換，增加了工程使用成本，降低了工程保證率。2013年，將一級泵站進行改造成小型浮箱泵站，浮箱周圍設置了直徑4 m、深度2 m的過濾網，潛水泵換成專用水泵，才保證了泵站工程的穩定運行。

(2)最新型號法

最新型號法在甲方采購設備和示范性水利工程中比較常見。最新型號法在工程設備選型中，對市場的供應廠進行調研，選擇市場上實力和信譽強的品牌，考察滿足工程需要的最新設備，兼顧設備基本性能和后期擴展功能，用來展現工程各方面的前沿科技。但卻有時應用在常規水利工程的設備采購中。

在水庫自動化控制系統建設中，建設單位在滿足設備性能的基礎上，盲目追求高大上，采購科研院校研究用的高性能設備和系統，自身人員不具備相應素質，造成設備造價和運行費用的大大增加。加之自動化控制軟件系統的升級和不斷更新，電子化設備的換代，設備的更新換代年限沒有相應延長，造成了工程資源的浪費。

(3)總價控制法

總價控制法出現在工程設計比較完善和工程項目內容確定的水利工程中，常用在工期比較短(1年內)的水利工程中。總價控制法在工程建設設計和招標階段，根據選定的工程設備，對市場進行調研或經過招標，確定設備總價格。在后期的工程實施中，對工程設備總價格進行控制，以確保工程費用不超支。

總價控制不適用于工期較長(大于1年)和現代化設備集中的水利工程，但有時卻被錯誤應用。某水源地工程建設工期3年，一次性招標后對設備采用總價控制。到工程設備安裝時的第3年，由于市場設備更新和法規對水源地建設的新要求，設備價格大幅上漲，建設單位面臨艱難選擇，按原型號設備安裝，為市場淘汰產品且不符合法規強制要求，安裝新型設備，設備費用超過控制總價。最后，建設單位通過各方籌資，安裝了新型設備。工程若采用分階段招標，就能避免這個兩難選擇。

4 工程建設階段設備選型的方法

(1)按設備應用類型進行采購

在桃曲坡水庫水土保持綜合治理工程建設過程中，對建設中的設備按不同類型分類，不同類型采用不同的采購方法。對普遍選擇的種類、規范一致的已經確定的如水泥、鋼筋、管道、設施的采購，采用最低單價方法。針對影響工程成本較小卻工藝復雜的設備選購，例如金屬構造、電線保護系統等，采用綜合評估法。關于直接影響工程成本的設備采購，例如浮動碼頭、自動氣象站、誘蟲燈等這些設施的采購，采用全壽命周期成本方式，將設備的運行維護成本有效地納入到招投標階段，保證采購的設備經濟、穩定、可靠地運行。

(2)按工程工期選擇設備采購方法

在上述設備采購原則的基礎上，根據水利工程的工期長短，采用不同的設備采購方法。對桃曲坡水庫每年實施的庫區水土保持工程，因為受市場波動和設備更新影響小，采用招標確定的固定單價或總價進行設備采購；在銅川自來水公司二期建設工程中，項目工期為3年(大于1年小于5年)的工程，按工程進度分階段進行設備加工和采購，采購時重新調查市場最新信息和設備更新情況，設備價格可以通過招標確定，項目初期對設備總價進行匡算動態控制。

在工期大于5年大型工程和高科技工程中，由于在設計階段選擇的設備為初選，到設備安裝時，原有設備可能已更新型號或改型，為保證設備的先進性，建設單位應對設備進行更新和調整，保證工程建設中設備的先進性和穩定性，此時的設備費用按變更后進行確定，在馬欄引水工程中，該工程工期大于5年，初期僅提出設備型號和參數，進行費用估算。在實施過程中，根據工程實施方案和設備進場節點，制定設備招標計劃，按招標價格進行費用確定。由于市場變化和設備更新，在實施過程中進行了兩次調概，保證了工程建設的順利完成。從1997年通水至今，工程運行良好，達到設計效果。

5 結論

水利工程中的設備選型和采購是工程建設的一個重要部分，需要成立專門管理機構，按工程進度制定設備進場計劃，適時進行設備的選型和采購。在設備選型和采購中，根據設備種類、數量、市場依賴度、自動化程度和市場更新速度，選擇不同的采購方法，并根據工程進度進行動態調整，而不是簡單的按計劃執行。在采購中，應運用全周期壽命費用法、設備不同壽命理論、動態更新理論，比選適合工程參數的先進設備，保證水利工程功能的實現和全周期費用的最優。