河南省电力勘测设计院输电线路QC小组成果报告文档格式.docx
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硕士
组长
工程师
设计院
组织活动,推进实施,成果总结,活动记录等。
2
张先俊
男
50
本科
副组长
教高
参与方案研讨,现状调查,对策制定以及对策实施等。
3
殷黎明
27
组员
助工
4
郭咏华
38
高工
5
张建明
29
6
魏冲
36
审定方案和对策,组织协调,对策实施以及结果检查等。
7
邓锦辉
34
8
潘少成
9
郭杰
35
参与方案研讨,现状调查,对策制定及实施,以及活动记录等。
10
屈讼昭
26
备注:
小组成员共有10人,平均年龄33.9岁,其中,教高1人,高工1人,工程师6人,助工2人,文化程度均为大学本科及以上。
3、小组活动情况
活动时间
2013.1~2013.11
活动次数
11
接受QC教育时间
35小时
出勤率
97%以上
4、
课题(2008)“减少500kV双回路直线塔钢材用量”(河南省和中国水电质协优秀QC小组)
小组历年成果
课题(2010)“降低500kVSJC1双回路转角塔造价”(全国优秀QC小组)
课题(2002)“减少500kV单回路转角塔钢材用量”(全国工程建设优秀QC小组)
5、QC小组活动程序
我们小组工作方法采用PDCA循环模式。
这种工作模式科学、严谨,适合我们小组的课题目标。
P(Plan)——计划,包括方针和目标的确定及活动计划的制定。
D(DO)——执行,就是具体运作,实现计划中的内容。
C(Check)——检查,就是要总结执行计划的结果,分清哪些对了,哪些错了,明确效果,找出问题。
A(Act)——处理或行动。
1、PDCA工作模式
2、为使本次QC活动有计划、有步骤、有目的进行,小组制定了活动计划进度表:
表1.1QC小组活动计划进度表
阶段
内容
20131月
20132月
20133月
20134月
20135月
20136月
20137月
20138月
20139月
201310月
2013
11月
P
选择课题
问题症结
确定目标
D
C
效果检查
A
总结回顾
今后打算
注:
计划进度
实际进度
二、选题理由
降低500kVSJC2双回路耐张塔造价
院对本部要求
a.贯彻我院“双开拓、双巩固”的方针,我院对线路部提出了提高输电线路工程中标率,创造更大的经济效益的要求。
b.我院技经专业统计祥符~庄周500kV线路工程结果显示,我院设计的500kV双回路耐张塔的造价比同时期国内先进水平高10%左右。
目前存在问题
三、现状调查
我们输电线路QC小组针对本次课题,对双回路耐张塔造价,通过调阅档案、向外院借资等方法,进行以下两个方面的现状调查。
现状调查一:
我院设计的500kVSJC2双回路耐张塔造价情况
Ø
调查人员:
调查时间:
2013.1.07~2013.1.11
调查内容:
通过查阅我院近年设计的4个500kV输电线路工程资料,分析500kVSJC2双回路耐张塔造价情况。
输电塔造价
=材料费+运输费+安装费
=(材料+运输)*输电用钢量量+安装*构件数量
表3.1我院设计500kVSJC2双回路耐张塔造价表
工程名称
塔型
呼高/m
)
用钢量/kg
材料/万元
运输/万元
安装/万元
总造价/万元
济源~牡丹
500kV线路工程
SJC2
21
75334.1
70.17
4.56
7.48
82.21
24
81178.3
75.61
4.88
8.34
88.83
85087.5
79.26
5.17
8.43
92.86
30
90189.5
84.01
5.42
9.23
98.66
平均值
82947.35
77.2625
5.0075
8.37
90.64
祥符~庄周
58248.2
51.25
2.61
7.24
61.1
61689.4
54.27
2.82
7.37
64.46
65288.7
57.43
3.03
7.5
67.96
68632.7
60.36
3.12
8.3
71.78
63464.75
55.8275
2.895
7.6025
66.325
鹤壁电厂~安阳π接安阳西变500kV线路工程
42645.60
39.66
2.60
4.36
46.62
46469.20
43.21
2.81
4.75
50.77
49673.29
46.19
3.00
5.08
51581.79
47.97
5.27
56.36
47592.47
44.2575
2.8825
4.865
52.005
华豫电厂~信阳变
44246.71
41.15
2.67
4.52
48.34
48571.17
45.17
2.94
4.97
53.08
51677.30
48.06
5.29
56.47
53581.54
49.83
3.23
5.48
58.54
49519.18
46.0525
2.99
5.065
54.1075
60880.94
55.85
3.44
6.475
65.77
所占比例
84.9%
5.2%
9.9%
100%
材料费在输电铁塔总造价中占的比重远远比运输、安装所占的比重大。
表3.2SJC2造价调查汇总表
造价类型
材料
运输
安装
造价/
万元
累计造价/万元
59.29
累计比例
90.1%
材料费用占500kVSJC2双回路耐张塔造价的84.9%。
500kVSJC2双回路耐张塔用钢量大,是导致材料造价高的主要原因。
材料造价高是造成500kVSJC2双回路耐张塔造价高的主要原因。
结论一
500kVSJC2双回路耐张塔用钢量大,导致材料造价高,是造成500kVSJC2双回路耐张塔总造价偏高的问题症结。
现状调查二:
我院设计的500kVSJC2双回路耐张塔用钢量调查
2013.1.26~2013.1.28
1、从现状调查一表3.1中可以看出,我院设计的4个500kV输电线路工程中SJC2双回路耐张塔的钢材用量在47592.47kg~82947.35kg之间,平均用量在60880.94kg左右;
总造价在52.005万元~90.64万元之间,平均总造价在65.77万元左右;
2、小组成员王苗苗通过查阅《中国电建》等杂志与文献中关于500kVSJC2双回路耐张塔用钢量的论文,对比我院设计的500kVSJC2双回路耐张塔用钢量,与目前国内先进水平用钢量数据,分析结果如表3.3所示。
表3.3我院设计500kVSJC2双回路耐张塔用钢量调查表
我院输电塔用钢量/kg
国内先进水平用钢量/kg
我院输电塔偏重/kg
55118.7
47884.8
7233.9
59477.0
51981.0
7469.0
62931.7
55798.0
7133.7
65996.4
58782.4
7214.0
60880.95
53611.55
7262.65
结论二
我院设计的500kVSJC2双回路耐张塔用钢量比国内先进水平约重7300kg。
四、设定目标
1、目标值
从上述关于我院设计的500kVSJC2双回路耐张塔造价,以及500kVSJC2双回路耐张塔用钢量现状的调查,分别从输电铁塔用钢量和造价两方面进行目标设定:
用钢量大是造成500kVSJC2双回路耐张塔造价高的主要原因。
用钢量:
减少500kVSJC2双回路耐张塔用钢量7.3吨,降低比例12.0%。
造价:
降低500kVSJC2双回路耐张塔造价6.789万元,减少比例10.3%。
2、目标值计算:
1)用钢量:
由表3.3可以看出,我院设计的500kVSJC2双回路耐张塔平均用钢量比国内先进水平重约7.3吨,经过讨论,我们小组拟定本次活动的目标为:
降低用钢量7.3吨,减少比例:
12.0%;
2)目标计算:
a.用钢量:
7.3/60.88(平均用钢量)=12.0%;
b.造价:
6.789/65.77(平均总造价)=10.3%。
降低6.789万元,比例10.3%
降低7.3吨,比例12.0%
5、分析原因
输电线路QC小组成员,分别从“人员”、“软件”、“设计”、“材料”、“资料”等5个方面,进行500kVSJC2双回路耐张塔用钢量大的原因分析,编制如下因果分析树图:
500kVSJC2双回路耐张塔用钢量大
人员
软件
设计
资料
优化设计理论掌握少
设计人员设计经验指数偏低
结构专业技能学习不足
设计人员同类工程设计经验不足
设计软件功能不够完善
设计软件缺少一些计算模块
设计软件荷载计算不够优化
软件荷载加载方式不够优化
设计方案不够优化
塔型选择较为单一
杆件结构裕度偏大
塔型选择不能满足最低用钢量要求
杆件未达到最佳受力状态
铁塔主材用钢量大
铁塔主材规格大
塔身主材强度低
可借鉴的优化资料少
我院现有参考资料不足
6、确定要因
小组成员对上述因果分析树图中所示造成500kVSJC2双回路耐张塔用钢量大的8个末端原因进行逐条分析讨论,制成如下要因确认表,明确了确认内容、确认方法以及验证标准。
表6.1要因确认计划表
末端原因
确认方法
确认内容
确认标准
负责人
完成时间
统计分析
线路部培训考核成绩及格率
线路部专业培训考核及格率:
95%。
2013.2.15~
2013.2.20
统计调查
设计人员参与设计工程量及工作年限
至少有完成2个耐张塔设计经验及工作年限在3年以上。
2013.2.18~
2013.2.25
调查分析
现有计算手段进行铁塔设计时间
现有软件计算铁塔时间≤5小时。
2013.2.25~
2013.3.03
计算分析
计算软件计算荷载形式对用钢量的影响
软件计算荷载添加形式对塔用钢量的影响>
3%。
2013.3.05~
2013.3.20
单塔型式对用钢量及造价的影响
选用合理塔型减轻用钢量5%。
郭杰
2013.3.15
塔身结构布置对受力分析
塔身杆件受力裕度:
3~7%。
2013.3.10~
铁塔主材强度对用钢量及造价的影响
选用铁塔主材能够达到最优造价水平。
2013.3.25
现有结构专业资料覆盖率
我院结构专业参考资料覆盖率达85%。
2013.3.15~
末端原因一:
要因确认标准:
线路部培训考核合格率:
95%以上。
2013年2月20日,输电线路QC小组在迪森8楼会议室进行了培训考核。
参与本次结构专业技能培训的成员有:
郭咏华、邓锦辉、张建明、王苗苗、殷黎明、屈讼昭、郭杰;
80分以上
为考试合格
考核内容包括:
输电线路铁塔设计规定、自立式铁塔计算软件TTA、500kV输电线路设计、角钢塔的应用、铁塔结构优化设计、铁塔高强钢的应用、输电铁塔造价分析等方面的内容。
考核成绩如图6.1所示。
输电线路QC小组全体成员经过7次专业知识培训,7名小组成员全部达到了合格线80分以上,合格率达100%。
不是要因
末端原因二:
至少有完成2个耐张塔设计经验及工作年限在3年及以上。
统计输电线路QC小组结构专业成员参与双回路耐张塔设计情况,列表如下:
输电线路QC小组成员均有完成2个以上耐张塔设计的经验,都有3年以上工作经验,全面掌握双回路耐张塔的设计知识与技能。
表6.2设计人员参与铁塔设计统计表
工程项目名称
个数
工作年限
浙北~浙中~浙南~福州1000kV交流线路工程SJC271011计算
国网输电线路通用设计2F11-SJC2计算
淮南~皖南~浙北~沪西1000kV交流线路工程SKC301计算
浙北~浙中~浙南~福州1000kV交流线路工程SZJC27101计算
浙北~浙中~浙南~福州1000kV交流线路工程SJC271016计算
灵州~绍兴±
800直流线路工程Z27101计算
浙北~浙中~浙南~福州1000kV交流线路工程SJC271013计算
17
淮南~皖南~浙北~沪西1000kV交流线路工程SZC307计算
淮南~皖南~浙北~沪西1000kV交流线路工程FJ1计算
浙北~浙中~浙南~福州1000kV交流线路工程SJC271015计算
末端原因三:
目前我院常用的铁塔设计软件主要有:
自立式铁塔内力分析软件TTA及铁塔制图软件STW。
自力式铁塔内力分析软件一般计算占铁塔总构件数量50%~70%左右的受力材,不能计算占总构件数量30%~50%的辅助材;
现行铁塔制图软件不能计算制图控制尺寸。
随机抽取结构专业5名设计人员,统计以往他们进行手算辅助材及铁塔控制尺寸计算的时间,如表6.3所示:
手算一种铁塔的结构布置需要大量的时间和精力,而铁塔的优化设计需要多方案的优化比选。
为了解决这一问题,我们科室在小组活动中编制了铁塔辅助材计算程序及制图控制尺寸计算程序,大幅提高了铁塔的优化设计效率。
表6.3结构人员手算时间统计表
辅助材计算
(小时)
控制尺寸计算
累计
王经运
72
53
161
张忠新
65
54
119
赵金丽
70
57
127
聂旭初
74
124
杜娜
68
52
120
123
图6.2铁塔辅助材计算程序流程
铁塔辅助材计算程序及制图控制尺寸计算程序,使得铁塔设计多方案的优化比选成为可能。
设计软件缺少一些计算模块
末端原因四:
我们QC小组成员屈讼昭在自立式铁塔计算软件TTA的基础上,自主编制了输电铁塔计算程序TANS,修正了原有TTA的荷载添加形式,使软件在进行输电铁塔各工况计算时,更能符合实际情况。
对比分析上表用钢量计算结果,可以得出,TANS计算的用钢量比TTA减轻1747.5~3088.5kg,下降比例为3%~5%。
软件荷载加载方式不够
优化
是要因
比较两种程序计算SJC2的用钢量如表6.4所示。
表6.4计算结果对比表
减少重量
/kg
TTA
TANS
56296.2
53584.7
2711.5
60787.4
57942.2
2845.2
65059.4
61932.3
3127.1
68081.5
65129.1
2952.4
63464.7
62556.35
59647.3
末端原因五:
从左柱状图可以看出,采用双柱组合耐张塔代替鼓形/伞型耐张塔,同呼高情况下,可以有效减轻用钢量1915.4~2939.1kg,用钢量减轻约4~5%。
小组成员针对耐张塔的特点,通过多方案优化比选,对伞形塔、双柱组合耐张塔、三柱组合耐张塔进行了分析计算,可知:
双柱组合耐张塔通过分塔挂线、取消导线横担、优化跳线布置方案等手段,有效降低了塔高,减小了塔身尺寸,改善了铁塔受力条件,减小了导、地线纵向荷载对塔身的扭矩,提高了铁塔的抗冰、抗风和抗震性能,从而达到降低用钢量,节约工程投资的目的。
末端原因六:
塔身结构杆件未达到最佳受力状态
我们小组在2010年的QC小组活动中,采用合理的结构布置,有效的减轻了用钢量,成功应用在工程中,明显的降低了双回路耐张塔的造价。
我们在2010年的QC小组活动中,通过优化横担尺寸、优化主材分段、优化斜材坡度、优化辅助材布置、优化塔身开口、坡度,以及优化连接节点构造等措施,对塔身结构进行优化布置,使结构能够达到最佳受力状态,杆件裕度控制在3~7%,降低了双回路耐张塔用钢量,降低了输电铁塔造价。
末端原因七:
小组成员郭杰针对500kV双回路耐张塔,将原有的Q420角钢替换为Q690钢管,按照Q420角钢价格每吨7000元,Q690钢管价格每吨9000元计算,对比分析两种钢材情况下的用钢量及造价。
通过比较可知,由于高强钢价格较贵,虽然主材采用高强度钢管能够有效降低塔重,但考虑价格因素,主材采用更高强度等级钢材并不能有效降低造价。
末端原因八:
我院结构专业参考资料覆盖率达85%以上。
小组成员张建明调查了我院现有线路结构专业资料情况,归纳如表6.5所示。
表6.5我院线路结构专业资料情况调查表
名称
我院现有
种类
现有资料涵盖面
我院够买
向外院收资种类
采取措施后资料涵盖面
输电线路设计规定
17%
25%
输电线路铁塔计算
13%
20%
输电铁塔结构优化
11%
15%
角钢截面输电铁塔设计
7%
10%
钢管杆塔设计
5%
8%
高强钢的应用研究
4%
6%
新材料,新技术、新工艺在输电铁塔中的应用
2%
其他
1%
我院暂无总计
32
40%
/
我院持有总计
48
60%
13
90%
补充参考资料后
补充参考资料前
经过购买和向外院借取资料后,我院参考资料专业知识涵盖面由原来的60%增加到90%,完全能够满足结构设计人员各方面的需求。
我院现有的参考资料不足
怎么办?
要因确定:
综上所述,导致500kVSJC2双回路耐张塔用钢量大的主要原因有:
1、软件荷载加载方式不够优化;
2、塔型选择不能满足最低用钢量要求。
3、
7、制定对策
通过前述,在综合分析造成双回路耐张塔用钢量大的主要原因之后,针对要因,制定了相应的对策。
a.软件荷载加载方式不够优化
使用现有的自立式铁塔计算软件TTA。
方案一
自力式铁塔内力分析软件,分段计算杆件风荷载及自重时存在多统计及漏统计现象,且单元类型单一。
不选用
使用我院自主研发的铁塔设计计算软件TANS。
改进后的铁塔设计计算软件,更加灵活计算空间任意风压分段对应风荷载和自重荷载,能够计算杆单元、梁单元及杆、梁混合单元。
方案二
选
用
b.塔型选择不能满足最低用钢量要求
鼓形/伞型耐张塔在跳线设计、塔高、用钢量、灵活性与安全性等方面存在诸多不足。
选用鼓形/伞型双回路耐张塔
选用双柱组合耐张塔
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