论长输自动焊使用经济效果分析

张程程

中石化第十建设有限公司 山东 青岛 266700

摘要 随着天然气等清洁能源的需求不断加大，国家加大了长输管道供销体系的建设，为了保障管网建设的质量与进度，相关的自动焊等设备不断更新应运而生，但市场定额价格信息调整远不及设备更新速度，催生了设备更新方案的比选，根据以往工程参考数据，设备更新分析应站在客观的立场分析问题，鉴于沉没成本无法考虑，以及每个方案的投入不等，采取逐年滚动的方案对比租赁及购买,给建设用户提供一种较为全面的分析。

关键词 天然气 自动焊设备 设备更新分析 租赁及购买

第1章 市场背景及应用

1.1近期天然气市场情况

2018年，中国天然气市场蓬勃发展，消费量保持快速增长，天然气产量稳定增加，天然气进口量高速增长，对外依存度大幅上升。全国天然气供需总体偏紧，季节性供需矛盾有所好转。2019年，中国天然气需求量较快增长，增速有所稳定，天然气产量稳定增加，天然气进口量保持较快增速。2020年以来，新冠疫情暴发对中国经济社会和能源发展带来阶段性较大影响。天然气需求增速放缓。从2020年上半年看，能源保供在疫情中经受考验，2020年上半年天然气消费仍保持正增长，消费量同比增升，但消费结构化差异走势明显。工业用气从负增长逐步恢复至2019年同期水平，城镇燃气保持稳定增长，发电用气和化工用气受疫情影响相对明显，上半年有所下降。从2020年下半年看，面对新冠疫情的冲击，中国天然气产业发展面临挑战，但推动天然气产业协调稳定发展的基础条件和支撑因素未变，天然气产业持续稳步发展的总基调不变。

1.2天然气管道发展现状

随着我国能源结构向低碳转型的不断推进，天然气在我国第一次能源消费结构中将占据愈发重要的地位，天然气管道的保障能力是天然气行业发展的基石。目前，我国已经建成由跨境管线、主干线与区域联络线、省内城际管线、城市管网与大工业直供管线构建的全国性天然气管网，已初步形成“横跨东西、纵贯南北、联通境外”的格局。目前我国已建成西气东输管道一、二、三线，陕京系统、涩宁兰、中贵、中缅、川气东送、秦沈、哈沈、新气东段等多条大口径的长输天然气管道，以及用于大区域资源调配的中贵联络线等跨省联络线工程，同时各省市，如广东天然气管网、福建天然气管网等沿海省份建立了省市天然气管道网络。

1.3天然气市场发展阶段

美国、日本、英国和韩国等世界主要发达国家的天然气市场发展都经历了3个阶段：启动期、发展期和成熟期。一方面，我国天然气市场的发展既有与上述国家同一发展期相同的特征：①天然气市场由启动期步入发展期均依靠国内天然气资源的推动；②天然气管网设施是市场快速发展的基础；③天然气发展得到了政府和石油公司的高度重视。目前国家在建设完成西气东输、川气东送、中缅管道等大中型输气管道后，建立起和国外天然气的长期战略合作目标，引进俄罗斯、哈萨克斯坦、海上LNG等天然气气源，并在建中俄管线、新气管道等长输管道解决国内供应与分输的问题，随着天然气建设的发展，对天然气管道的建设质量、速度等要求也逐步提高，管径由￠1016mm提高到￠1219mm以及￠1420mm，管材由X60钢级提高到X70\X80钢级，随之而来的对管道焊接、安装提出了更高的技术要求，管道自动焊等技术应运而生。开始逐步取代半自动焊机手动焊的情况，但由于设备昂贵及使用限制，各企业考虑到成本与收益之间的关系，以及市场供需关系，加之自动焊的适用范围以及属于发展初期阶段，在选择焊接工艺上难以抉择，就目前了解统计到的基础数据就行相关成本与可行分析。

第2章 自动焊的优缺点

2.1自动焊的优点

管道全自动焊接具有外观成型好、焊接接头少、焊缝力学性能优良尤其是低温冲击韧性好于半自动焊接工艺、节省焊材、工人劳动强度小的优点，焊接质量更有保障。因其焊接效率高、质量稳定，在大口径长输管道建设中得到了越来越广泛的应用，国内从西气东输一线开始逐渐推广使用管道全自动焊接技术，陆续在西气东输二线、三线、漠大原油二线、中俄东线、陕京四线等工程中得到大规模应用，取得了良好的应用效果。国外管道建设全自动焊所占比例更大。

2.2自动焊的缺点

缺点是适应环境能力差、管口质量要求高、焊接设备一次性投入大、焊接设备配置复杂。

第3章 设备更新的关键技术

3.1设备更新方案比选的原则：

3.1.1不考虑沉没成本

沉没成本就是过去已支付的靠今后决策无法回收的金额。在进行方案比选时，原设备的价值应按目前实际价值计算，而不考虑其沉没成本。

3.1.2不要简单地按照新、旧设备方案的直接现金流量进行比较

3.1.3逐年滚动比较

该原则意指在确定最佳更新时机时，应首先计算现有设备的剩余经济寿命和新设备的经济寿命，然后利用逐年滚动计算方法进行比较。

3.2设备更新方案的比选

3.2.1设备的寿命

现代设备的寿命，不仅要考虑自然寿命，而且还要考虑技术寿命和经济寿命。

3.2.1.1设备的自然寿命

设备的自然寿命，又称物质寿命。它是指设备从投人使用开始，直到因物质磨损而不能继续使用、报废为止所经历的时间。它主要是由设备的有形磨损所决定的。

3.2.1.2设备的技术寿命

设备的技术寿命，又称有效寿命。它是指从设备开始使用到因技术落后而被淘汰所延续的时间，也即是指设备在市场上维持其价值的时期。技术寿命主要是由设备的无形磨损所决定的，它一般比自然寿命要短。科学技术进步越快，技术寿命越短。

3.2.1.3设备的经济寿命

设备的经济寿命，是从经济的角度来看设备最合理的使用期限，具体言之，是指设备从投入使用开始，到团继续使用经济上不合理而被更新所经历的时间。它是由维护费用的提高和使用价值的降低决定的。设备的经济寿命就是从经济观点(即成本观点或收益观点)确定的设备更新的最佳时刻。

3.2设备的经济寿命估算

确定设备经济寿命的方法可以分为静态模式和动态模式两种。

3.2.1静态模式下设备经济寿命的确定方法

静态模式下设备经济寿命的确定方法，就是在不考虑资金时间价值的基础上计算设备年平均成本。使设备年平均成本为最小就是设备的经济寿命。

3.2.2动态模式下设备经济寿命的确定方法
动态模式下设备经济寿命的确定方法，就是在考虑资金的时间价值的情况下计算设备的净年值NAV或年成本AC，通过比较年平均效益或年平均费用来确定设备的经济寿命。

3.3设备更新方案的比选

由于新设备方案与旧设备方案的寿命在大多数情况下是不等的，各方案在各自的计算期内的净现值不具有可比性。因此，设备更新方案的比选主要应用的仍然是净年值或年成本。设备更新最佳周期的确定(经济寿命的确定)常用的方法有两种。

3.3.1年平均使用费用法(也叫面值法)。

这种方法是分析和计算同类设备的统计资料，通过比较每年平均总使用费用，来确定设备更新周期的一种方法。年平均总使用费用最低的年限，就是该类型设备的经济寿命。

3.3.2低劣化数值法。

这种方法是假定设备使用后残值为零，设备维修费用及燃料动力消耗每年以固定的数值增加的条件下，以年平均使用费用最小为标准，确定设备最佳更新周期。

第4章 面值法对比分析

根据设备更新原则，结合抽取的市场数据，采取静态模式下的面值法进行对比分析。

4.1直接投入

序号	设备名称	规格	价格（万元）	数量（台）	自然寿命（年）	备注
1	吊管机	40t	160	3	10
2	移动电站	150kw	120	4	10
3	焊接小屋		3	4	3
4	坡口机		200	1	5
5	内焊机		400	1	5
6	双枪外焊机		150	6	5
	合计（总价）		2472万元

4.2租赁投入

序号	设备名称	规格	月租赁价格（万元）	数量（台）	备注
1	吊管机	40t	6	3
2	移动电站	150kw	3	4
3	焊接小屋		0.2	4
4	坡口机		8	1
5	内焊机		8	1
6	双枪外焊机		5	6
	合计（月总价）		76.8

备注：年租金922万元。

4.3自动焊施工定额

长输管道自动焊主要为一次性的设备投入，耗材及人工费、培训费等其他费用均与半自动焊投入水平相当，自动焊按照目前成熟的￠1016 X70管径及￠1219 X80管径计算，日生产定额如下：

序号	管径	材质	日定额 (道)	工作效能	年平均定额 （道/km）	备注
1	￠1016	X70	30	56%	73.58	每道口对应焊接管道长度按12米计算
2	￠1219	X80	22	56%	53.96

备注：考虑到自动焊使用管线角度（坡度）不能大于15°以及扫线平整、材料供应以及施工准备等，参考中俄东线等大型工程施工效率，按70%进行计算，天气因素等按80%计算。

4.4租赁与购买对比分析

考虑到自动焊设备的更新及使用普遍后，设备造价更新的问题，按照2年计算经济使用效果，按照市场较为广泛的￠1016管径计算收益：

收入=73.58km*15万元（中石化2011年消耗定额）=1103万元（按静态计算，不考虑利息以及工程付款问题）。

序号	投入费用 （万元）	年收入 （万元）	使用期限（年）	备注
1	2472万元	1103	2
2	922万元	1103	2

考虑到初始投资不一致的问题，将初始投入调整为2472万元，购买一套设备，租赁2年计算2472/(2*732)=1.7套。根据使用2年后方案有如下数据：

序号	设备名称	价格（万元）	使用寿命（年）	2年后预计设备残值	备注
1	吊管机（3台）	480	10	336
2	移动电站（4台）	120	10	84
3	焊接小屋（4台）	3	3	1.95
4	坡口机（1台）	200	5	140
5	内焊机（1台）	400	5	280
6	双枪外焊机（6台）	150	5	105

备注：2年后残值参照市场二手相关设备的信息价

根据以上数据，2年后一套流水线设备残值在947万元，购买一套设备需要2472万元，期间设备折旧损失约为1525万元。租赁1套设备2年费用为1844万元。根据以上数据列表如下：

序号	设备更新方案	第1年投入费用 （万元）	2年收入 （万元）	使用期限（年）	2年后设备残值	备注
1	购买	2472	2206	2	947
2	租赁	2472	3750	2	0

经以上计算购买设备2年后净值约为681万元，租赁设备方案后2年净值1278万元。

第5章 总结

由于天然气建设处于发展期，长输管道全自动焊接设备属于初步使用阶段，随着时间的推移，将会推陈出新性能更优良的全自动焊设备，同时用于市场竞争，产品价格也会随之下降，购买方案与租赁方案相比占用资金大，效益低，风险大，在能够租赁的范围选择租赁方式将有利于企业的资金周转和成本降低，同时也有利于设备的技术更新。以上对比不能够准确考虑到设备的使用运行成本的变化以及市场造价的变化，难免有些不足之处，还需要不断收集现场信息数据，并考虑设备投资采取动态计算以及利息费用，人员数量的准确变化，才能不断完善两种方案的对比。

参考文献：《2019年中国天然气市场分析》