火力发电厂建设中电缆工程优化管理实践

孟国玉

（新疆能源化工有限责任公司，新疆乌鲁木齐 830011）

0 引言

作为某2×660 MW 火力发电机组项目的工程总承包（Engineering Procurement Construction，EPC），上海能源科技发展有限公司在项目建设期间对电缆进行二次优化，通过“桥架通道三维建模、电缆清册数据优化、电缆定尺定盘采购、电缆出入库跟踪、敷设过程分析盘点”等措施，最终实现本项目电缆采购与使用接近零浪费，帮助项目在电缆施工方面取得良好的经济效益和管理效益。

1 电缆工程优化管理实践背景

1.1 施工管理阶段

在火力发电厂建设过程中，电缆施工一直是工程管理的重点和难点，电缆施工管理主要包括电缆设计、电缆采购、电缆出入库、电缆敷设和电缆接线5 个阶段，这些环节在电缆施工阶段的管理中环环紧扣，每一个环节在管理方面出现问题或亮点，都会给电缆用量带来偏差，进而影响整个工程的造价。

1.2 施工管理中的问题

电缆施工管理在下述各个环节中，往往存在一些管理问题：设计图纸电缆数量与工程实际使用量存在偏差，无人校核；电缆采购乱上保险，采购量过多于设计量；由于电缆量大、系统复杂，采购审核不仔细；无人跟踪电缆出入库及敷设过程等。这些管理弊端往往会造成电缆采购过量和使用混乱。而超出正常使用的电缆，一部分留在盘柜和桥架中、一部分剩余在仓库，还有一部分会被遗失在现场的各个角落、最终被当成垃圾处理。项目结束工程结算时，电缆实际用量的审核工作量也很大，电缆敷设单位的申报量往往多于设计量。由于电缆一般为建设单位采购，迫于各种原因电缆结算会在没划分责任单位的情况下妥协完成。

（1）设计环节。设计院计算电缆长度的主要手段是计算机辅助计算电缆（又称“机辅电缆”），它主要是通过电缆主敷设路径（电缆槽架）计算电缆长度，在电缆主敷设路径长度的基础上增加一定的裕量，所以开列的电缆长度是一个概数。由于设备位置偏差和电缆桥架路径的二次设计，设计电缆清册就会造成部分型号的富裕和短缺，富裕的短截不能利用，短缺的型号又要重新采购，造成电缆浪费。

（2）采购环节。电缆敷设单位也盲目增大裕量，电缆供货商供到现场的电缆出现短米、跳码问题，同时由于电缆属于成卷供货，敷设时若不仔细观察，出现短米、跳码的长度也无法准确计量和追责，造成采购量与到货量的偏差。

（3）出入库环节。库管单位在电缆出入库过程中管理松散和不能及时准确盘库，造成现场电缆型号的混用及库存信息不准确，无法保证后期电缆补充采购及库存代用的准确性。

（4）敷设环节。由于电缆敷设在工程建设中时间集中且周期较短，电缆敷设单位很容易对电缆敷设路径交底和过程跟踪管理不到位，且当出现电缆短米、电缆设计长度不足、设计变更增补电缆、电缆被盗等导致电缆数量、型号不能满足现场实际需求时，电缆敷设单位往往会虚报和多报现场电缆缺量，受限于工期紧张，管理单位没有过多精力去准确地核实缺量，将导致增补采购多于实际短缺电缆量而造成浪费。

2 电缆优化管理实践过程

2.1 基本原则

火力发电工程中电缆使用主要涉及电气和热控两大专业，电气专业电缆型号大、单价高、单根电缆裕量控制要求高，热控电缆型号小、敷设范围分散、灵活；针对电、热电缆设计和敷设各自的特点，电缆施工优化管理过程利用PDCA（Plan-Do-Check-Action，计划、实施、检查和行动）循环，从电缆优化开始形成准确的定尺定盘清单，根据工程的施工顺序和采购周期分批进行采购，并设置专人跟踪电缆出库、入库、敷设及定期盘库、补采和代用等过程，以期最大限度避免上述各管理环节中的问题（图1）。

图1 PDCA 循环模型

2.2 电缆优化过程

电缆优化是电缆施工精细化管理的最关键环节，需要做大量细致的工作和数据分析，并需要进行多次现场实勘，所以本工作要在工程初期，对现场设备位置的把握和后期按预计安装位置的管理尤为关键。

2.2.1 电缆桥架负荷分析、优化

利用设计院提供的桥架布置图、电缆敷设图、电缆清册和设备布置图，建立全厂电缆信息模型，对全厂电缆桥架进行负荷分析和优化（图2）。具体步骤为：

图2 电缆、桥架信息模型

（1）统计全厂节点段桥架数量和类型。

（2）统计全厂电缆路径中包括的节点段信息。

（3）统计全厂电缆的规格型号（外径、截面积）。

（4）统计全厂桥架信息，即节点段桥架的层数、规格。

（5）对所经过电缆桥架的电缆进行分层敷设。

（6）对分层后的电缆截面积进行求和。

（7）统计节点段的桥架截面积。

（8）计算各节点段桥架的容积率。

（9）对不符合设计要求的节点段作专门分析。

（10）对初步设计的桥架走向及设计规格做优化调整。

（11）编制用于采购桥架的采购清单。

2.2.2 电缆路径、长度分析和优化

电缆起点、终点定位是电缆优化的关键工作，只有定位精确反映出来的长度才是比较精确的。在实际定位的过程中，主要是以设计院提供的电缆敷设图、设备布置图纸和厂家设备图（细化到设备自带接线盒等），同时对就地盘柜、仪表设备的定位也需要各参建方共同提前进行策划和确认。

电缆敷设始（终）点定位具体步骤：

（1）整理相关设备点位所在的实际厂房平面图中的位置。

（2）在相应的厂房图纸上寻找对应设备安装资料，并找到相应设备点位具体的位置、高度等信息。

（3）在相应的层高图纸上确定电缆始（终）点的横纵坐标。

（4）选择距离设备点位较近和较合理的桥架接入点。

（5）测算桥架接入点至电缆始（终）点的长度。

（6）将数据记录在计算机中，通过软件进行计算。

2.3 电缆定尺定盘

基于电缆路径和长度分析、优化后，计算并统计每根电缆的敷设长度。利用电缆统计数据，结合电缆厂商的电缆盘规格形成定尺定盘数据，参考JB/T 8137.1—2013《电线电缆交货盘 第1 部分 一般规定》附录，计算交货盘的尺寸标准和装盘长度电缆装盘长度L′。

式中 L′——装盘长度，m

p——卷绕层数

n——每层卷绕圈数

D——线缆外径，mm

d2——筒体直径，mm

在查找相关电线电缆交货盘国家规范及向部分电缆厂家咨询之后，制定出以下6 条指导原则：

（1）交货盘的类型有全木结构、全钢瓦楞结构、型钢复合结构，厂家可根据实际情况选定。

（2）交货盘的尺寸标准和装盘长度参考JB/T 8137.1—2013 的附录。

（3）参考电缆装盘长度计算公式。

（4）参照各电缆厂家电缆盘尺寸及电缆型号。

（5）主要考虑的因素有电缆厂商生产能力、运输能力以及电缆敷设单位敷设顺序。

（6）考虑到不同型号和不同截面积的电缆其外径不尽相同，所以在做定尺定盘的时候要充分考虑国标电缆盘的尺寸和装载能力，合理地把电缆按照长度分配到电缆盘上。

依据上述分析与优化，在汇总好电缆型号的电缆清册表中开始分盘，并注意合理性和实用性。

电缆分盘步骤：①将计算机计算后的电缆数据进行归并整理；②将电缆分属到各机组和各电缆敷设单位；③统计相同型号规格的电缆，归并在一起；④根据电缆类型进行分盘（或合盘）操作；⑤对分盘（或合盘）完毕的电缆盘进行统一编号；⑥整理出电缆定尺定盘清册（图3）。

图3 电缆定尺定盘清册（示例）

2.4 电缆采购管理

根据电缆定尺定盘清册，管理人员根据现场施工实际施工需求编制电缆招标采购计划（为表示统一，表中重要信息包括设计图号、采购批次、电缆盘号及命名原则等），提交采购部门上报招标机构招标采购。

主厂房和辅助车间第二批电缆采购定尺定盘清单有：图号K0604-01 的1#机组综合及控制装置电缆清册，K0606-01 的1#机组锅炉工艺系统电缆清册，K0607-01的1#机组汽机工艺系统电缆清册，K0609-01 的公用DCS 系统电缆清册，K0611 的空冷系统电缆清册，K0704 的凝结水精处理，K0705 的除灰系统等（图4）。

图4 电缆定尺定盘采购计划表（部分）

定尺定盘采购清单把本批次采购的重点信息，如设计图号、采购批次、电缆盘号及命名原则等重点信息统一标注，能有效遏制供货商跳码、短米的不良行为。由于电缆是定尺定盘的，如果出现跳码、短米情况，也能有效进行追责溯源，同时为后续电缆出入库和盘库管理提供便利。

3 电缆入库、出库管理

电缆出入库管理的规范程度关系着现场电缆使用的有序，电缆定期盘库保证了对电缆库存情况的掌握，因此电缆出入库和定期盘库管理制度的实施是有效杜绝电缆领用混乱、库存情况不明朗的必要手段。因为所有数据都基于定尺定盘清册和采购清单，进行编制、发布出入库台账和定期进行盘库工作，为后续电缆补采或代用的准确性提供数据支持。

3.1 电缆入库管理

基于定尺定盘，电缆到货时，每一批次的到货盘数和每盘到货数量都很明确，库管部门编制电缆到货台账，比较到货电缆数量与采购订单的差异。按盘号提供的标段信息进行存储，便于领用。

3.2 电缆出库管理

电缆领用单位按需报审专用领用单领取本标段的电缆。分标段领用后，电缆的保管责任将落实到电缆领用单位，有效遏制电缆现场丢失现象。在到货台账的基础上编制电缆出库台账，形成到货与领用情况对比表。

3.3 电缆定期盘点

在到货台账和出库台账的基础上编制退库台账，无论是领用还是退库，每盘电缆都会留下痕迹。利用定尺定盘的信息，库存电缆还剩多少、未出库电缆用在哪等，也都有迹可循。

4 电缆敷设管理

电缆敷设过程管理，设置专职电缆敷设技术人员，负责全厂电缆敷设施工技术指导，同时及时了解现场电缆敷设偏差、电缆设计变更等情况，及时对电缆长度数据、定尺定盘数据进行调整，每天收集敷设记录并与优化长度进行比较，分析差异的原因、及时纠偏。

4.1 敷设优化方案交底

电缆敷设前专职电缆敷设技术人员召开交底会，向电缆敷设单位进行技术交底。施工时，专职电缆敷设技术人员指导电缆敷设单位正确使用定尺定盘，严格按照优化路径敷设电缆，以落实优化方案。

4.2 收集电缆敷设记录

专职电缆敷设技术人员每天收集电缆敷设单位的敷设记录并录入电子表格，进行当日盘点分析，可以非常清楚地知道电缆的敷设进度（具体到每一根电缆）。

4.3 分析电缆敷设记录

技术人员定期比较敷设长度和采购长度，确保优化方案的准确实施。当实际敷设长度与优化长度差异较大时，立即组织分析产生差异的原因，并采取纠偏措施。纠偏措施有，检查优化敷设路径，对同区域未敷设电缆进行重新优化路径并核对定尺定盘清册和盘库。

4.4 电缆敷设偏差处理

专职电缆敷设技术人员通过收集汇总电缆敷设偏差、统计设计变更增补和取消的电缆量、核实电缆敷设单位提出的电缆缺量，及时汇总统计以补充采购电缆缺量。同时对裕量电缆及时进行回收和再利用，实现全厂电缆的统筹管理，杜绝施工过程中的电缆浪费。

5 电缆优化管理实践成果

本项目电缆优化管理取得良好的管理效益和经济效益，而且为解决传统电缆施工管理在基建过程中的部分问题提供了有效方法和可借鉴数据。

全厂电缆设计20253 根，长度1972571 m，通过优化管理，电缆采购量为1818539 m、实际敷设量为1809593 m，节约154032 m（设计量-采购量），节约率为7.8%；节约金额为4036552 元（电缆采购+电缆施工），最终优化公司服务费约为节约金额的1/3。

6 结束语

电缆精选化管理的实施，不仅遏制了电缆厂家短米、跳码现象，也遏制了施工单位错报、虚报电缆需求计划，现场电缆丢失、偷盗现象减少，从而减少传统工程普遍存在的电缆“水分”。电缆精选化管理的实施有以下5个作用：①确保工程进度不受电缆因素的影响；②全过程跟踪、纠偏，有助于提高电缆的施工进度，且过程中收集数据真实、可靠，加快电缆施工结算进度；③完善的电缆优化管理体系可以让敷设完的电缆事后追溯其整个生命周期；④电缆量可控，确保电缆不超过施工图设计量，满足工程结算审计；⑤为其他在建项目的电缆优化管理提供可靠的数据支持和决策依据。