台灣北部某天然氣第一期複循環發電廠興建工程

工程案例介紹

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 學生：葉禩正

老師：謝定亞 教授

學號：963305005

班別：碩士在職專班

日期：2008.09.24

 


 

一.           計劃緣由

 

        依據行政院主計處統計國民所得預計2010年可達2萬美元以及經建會和經濟部能源局規劃全國能源成長需求及環保要求,因此決定將電力依1.能源風險分散,2.高效能,低污染,3獎勵民間参與等措施開發國內電力事業,又因921大地震造成台中縣谷關及台南縣左鎮高壓輸配線電力網損毀,使得南電北送無法運送電力提供北部,導致新竹以北地區高科產業及民生用電供應不足,因而採取限電措施,使得工業生產損失慘重及民生生活非常不便利,因此T公司決定立即興建大潭天然氣發電廠,以利解決台灣北部地區電力供應不足現象。

      T公司發電廠分為第一期一>2套及第二期一>4套興建工程,全案採取國際標財務統包案其時程為6年,工程造價為NT600億.本次心得報告以第一期個案為報告內容並以PMP專案範疇管理架構來說明。

 

 

二.           工程範疇說明

 

一、         Project and product objectives

二、         Product or service requirements and characteristics

三、         Product acceptance criteria

四、         Project boundaries

五、         Project requirements and deliverables

六、         Project constraints

七、         Project assumptions

八、         Initial project organization

九、         Initial defined risks

十、         Schedule milestones

十一、   Initial WBS

十二、   Order of magnitude cost estimate

十三、   Project configuration management requirements

十四、   Approval requirements

以上為T公司第一期興建工程範疇管理大綱,在下列筆者再依序闡述工程各項之內容。

一、    Project and product objectives

專案工程名稱：天然氣發電廠第一期複循環機組設計、器材供應、建造及試車工程（含廠房工程）。

工程地點：桃園縣。

工程日期：開工日期92年6月20日，完工日期95年9月20日商業運轉。

工期計算方式：日曆天。

業主：T公司。

主承攬商：日本M公司及C公司共同聯合承攬（Consortium）。

契約關係：

二、    Product or service requirements and characteristics

1.    專案需求：M公司負責整廠基本設計、核心機組供應及試車。

                 C公司負責細部設計、公用系統供應、全廠建造及試車。

2.    專案最終產品：2套發電機組，功能720MW * 2 unit = 1,440 MW

                 （發電流程如下圖）。

3.    專案特性：

a. Design-Build工作、Fast-Tracking施工。

 b. M公司及C公司各自負盈虧，總價承攬。

 c. 依政府採購法及公共工程品質管理執行。

 d. 產品操作成本：依發電量單位燃氣成本低於約NT2元/KW為驗收。

 

三、    Product acceptance criteria（工程產品接受標準）

Ÿ   主發電量功能測試：2套720MW / unit，96小時在65% of loading下  商業運轉。

48小時在100% of loading下

功能全速運轉。

緊急Shutdown及重新啟動

4小時在65% of loading。

Ÿ   Turnover：依政府初驗及複驗程序運作。

Ÿ   電機裝置：3年保固。

Ÿ   廠房：5年保固。

 

四、    Project boundaries

1.    業主責任：a. 施工場地用地提供。

b. 進場道路提供。

c. 臨時水電來源取得。

d. 天然氣供應。

e. 鄰近廠外利害關係人的處理。

f.  0以下土木結構施工。

g. 地質報告及概念設計提供。

h. 廠區邊界安全警衛。

i. 營造安裝綜合險提供。

j. 永久正式證照申請。

2.    主承商責任：(1) 核心機組及公用系統設計、採購、建造及試車。

               (2) 廠房結構及裝修建築物(不含基礎工程） 。

               (3) 施工各種證照申請，如丙類危險及丁種危險廠所申請。

               (4) 廠區最後清理及臨時設施移除。

 


 

五、    Project requirements and deliverables（專案需求及交付物）

1.    土木：GT Building、ST Building、HRSG Building and Utility Building。

2.    設備：Gas Turbine 6 sets、HRSG 6 sets、Steam Turbine 3 sets 及公

用系統（純水、天然氣處理）2 units。

3.    電機：Transformer 6 sets、Power Center / MCC Center 2 units、

Power Cable。

4.    儀器控制：DCDAS（分散式控制系統）2 units。

5.    備品：3年強制備品。

6.    文件：a. 基本設計及計算書。

b. 細部圖說。

c. 竣工圖。

d. 品管文件、檢驗流程及標準。

e. 施工計畫、各種證照書。

f. 工程月報。

g. 資產編列及清冊。

h. 操作說明書及功能/性能驗證書。

 

 

六、    Project constraints

1.    預期罰款：第一套36個月（95年6月20日）商業運轉日。

第二套39個月（95年9月20日）商業運轉日。

每逾期一日罰合約金額1/1000，最高罰合約金額10%。

2.    臨時碼頭興建：基隆港務局港灣建設申請許可、國家景觀礁岩保護區、

                 魚民抗爭。

3.    工程直接人工：依人力需求平均人數800人，最高人力需求1200人，    

需引進外勞支援。

4.    供應商/分包商：需與投標時所提供之供應商/分包商一致，若有不一時需 

說明特殊理由如「公司倒閉」，否則不允許變更。

5.    核心機具安裝工法：採用Jack Erection及Module Erection方式及多力 

板台車運送。

6.    圖說審核：承包商至吉興顧問轉台電核火工程處審查至少需30天。

7.    材料進場：必須30天前提送出廠檢驗報告,才得以進埸。

8.    設備器材堆放場地：第一期需求150,000平方公尺存放(場地不易承租)。

9.    M公司 / C公司：3D model同步設計及套圖，技術整合困難。

10. M公司 / C公司：M公司設計平均100人，C公司平均200人，設計人力不足。

11. 營運資金：C公司約台幣NT10億，M公司NT30億。

 

七、    Project assumptions

1.    天氣：依20年天氣及降雨量200mm/每日為設計。

2.    建物結構：依921後新建築法規及7級地震設計。

3.    天然氣供應：假設T公司于20個月提供高壓30kg/cm2之高燃值（HHV）

做功能測試，若無法提供則依現有天然氣做性能模擬推定驗收。

4.    外線電力輸配網：T公司五、六輸配線，龍潭及中壢變電站需設立完成，

進行兩套機組full loading max capacity output 720

MW * 2 unit = 1,440 MW/hr 24小時之161KV高壓

電輸出。

5.    公用系統功能：依720MW/hr * 2 unit之3天消耗量及設計性能功能需求。

6.    工期：a. 依5年來不可抗力天災做工期壓縮（如颱風、暴雨200mm）

b. 進入工地：依專案開始、丁種建造取得、6個月現場施工。

7.    人力假設：(1) 設計人力：C公司人力依200人/月，採用分包設計處理。

(2) 現場直接工人：平均800人/月（假設台工400人/月、外勞400人/月）。

 

八、    Initial project organization

1. M公司和C公司共同承攬主要組織

九、    Initial defined risks（初步風險辨識）

1.    財務風險：

a. 資金週轉風險：個案採用milestone payment付款，雖有20% 預付款，但有6~8個月無工程收入，容易產生資金不足現象；風險回應措施：向三菱銀行短期融資。

        b. 工程原物料及製品價格飆漲：本案92年6月得標後，工程物品價格飆漲200%~300%（詳見下圖）；風險回應措施：(1)採用公共工程金

屬製品物價調整原則向T公司請求補償，(2)採用倫敦金屬期貨：SWAP、Option及Forward交易，(3)採用長期採購契約交易（BlanketOrder）。

       c. 美元外匯風險：本案為國際工程標以美元及新台幣計價， 92年6月開標時美元對新台幣為：1USD = 34.57TWD，然而在3年的工程進行期間台幣大幅升值（詳見下圖）；風險回應措施：(1)設立美元專用帳戶，收支依美元交易，採用自然平衡法，(2)採用遠期外匯買賣史匯兌損益鎖定定額。

                                                    (國內工程物料價格波動圖)

                                                            (美元外匯圖)

 

2.    工期風險：a. T公司提供天然氣不足：功能測試無法達成驗收標準，預計

工期延後8個月配合CO公司天然氣供氣完成；風險回應措施：(1)依天然氣所能達成65% of loading性能模擬推定，(2)工期展延：工程損失求償。

b.  milestone罰款：39個月工期，第24、27個月GT發電日，第36、39個月ST發電日為工期每日1/1000合約罰金，依一般國際文獻統計其施工工期6個月，故罰款風險高；風險回應措施：(1)設計及建造overlap方式，(2)設計參數假設（大膽假設，小心求證），(3)採購作業：package及system採購，(4)建造作業：大型分包商及引進400名外勞。

3.    功能性能風險：a. 核心機組：Gas Turbine、Steam Turbine及HRSG

等為國際標、PO及技術審查核可之國際專業製造商自家產品→日本M公司高砂原動機製造所、日本M公司長崎造船所及日本M公司電機所提供，故較無風險。

b. 公用系統：純水設施、空氣系統、消防系統、空調系統、氫氣／瓦斯洩漏系統、防爆大型天車、主變壓器及電力系統，其專業性較高，涉及專業性重，且要符合核心機組操作營運需求，其風險高：風險回應措施：採用E/P/C套裝採購使其能負大部分專業責任。

4.    工安風險：人員意外災害：個案在施工時最多直接人力為1200人/日，

及間接人員300人/日，工期緊迫因此工安事件發生頻率多；風險回應措施：(1)工安人員講習，加強現場安全督導及施工架提供，個人安全設備檢查，(2)儘量在地面組立成半成品及預製品，減少現場作業並提高高空作業車獎勵措施，(3)設計時儘量考量將管路及線路移至地下化，另外鋼構設計要求安全扣環吊扣項目，(4)妥善規劃進場臨時通路及吊裝位置，防止人員意外發生，(5)業主已買營造綜合險，其可要求中鼎及次承包商購買「特種雇主責任險」或「團體保險」。

 

十、    Schedule milestones

1.    業主：應交付項目

a.    2003.06.20 得標通知書（工期起始日）。

b.    2004.08.20 Unit 1 GT機組基礎移交日。

c.    2004.10.20 Unit 1 HRSG機組基礎移交日。

d.    2004.12.20 Unit 2 GT機組基礎移交日。

e.    2005.01.20 Unit 2 HRSG機組基礎移交日。

f.     2005.05.20 Unit 1 ST機組基礎移交日。

g.    2005.08.20 Unit 2 ST機組基礎移交日。

2.    主承攬商：M公司/C公司

a.    2004.11.20 Unit 1 GT on base日。

b.    2004.12.20 Unit 1 HRSG結構安裝日。

c.    2005.02.20 Unit 2 GT on base日。

d.    2005.03.20 Unit 2 HRSG結構安裝日

e.    2005.06.20 Unit 1 ST on base日。

f.     2005.09.20 Unit 2 ST on base日。

g.    2005.09.20 Unit 1 GT商業運轉發電日。

h.    2005.09.20 Unit 2 GT商業運轉發電日。

i.      2006.02.20 Unit 1 GT移交日。

j.      2006.05.20 Unit 2 GT移交日。

k.    2006.06.20 Unit 1 ST商業運轉發電日。

l.      2006.09.20 Unit 2 ST商業運轉發電日。

m.  2007.06.20 Unit 1 ST移交日。

n.    2007.09.20 Unit 2 ST移交日。

3.    詳細Schedule milestone詳見附件四。

 

三、    Initial WBS（初步工作分解結構）

1.    整體WBS如下圖：

一、    Order of magnitude cost estimate（預算成本評估及毛利要求）

 

專案初步控制預算目標核簽表

 

 

 

(EXCL. M/C)

 

 

 

 

專案編號     : 03E/P/C/K0000

 

 

 

DATE:07/24/2003

 

專案名稱         ：北部電廠複循環機組興建工程---STAGE (1)

 

 

 

 

規劃背景說明 :

 

 

 

 

 

 

 

1.決標價格變化過程概述：

 

 

 

 

 

 

a.專案淨成本:本案經多次減價最後價報淨成本為 NT$ 5,303,268,822 經專案考慮調整後並業已呈報層峯以淨成本: NT$ 5,203,000,000 為執行目標。

 

b.本案物價面臨巨幅上漲,應立即進行風險規劃。

 

 

ｃ業務及報價費用分攤：本案為99年報價當時含在CORP. O/H中（設計／建造 7%, 採購 2%)。

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2.預算分配原則 ：

 

 

 

 

 

 

 

 

 

a.根據EVPL-033備忘錄及公司年度盈餘目標之要求訂定專案預算目標。

 

b.依照標準分攤原則完成專案初步預算分配表，作為專案控制預算編制以及業務系統簽約金額分配之依據。

 

十三、    Project configuration management requirements

（專案型態管理）

1.    發電量：全套單機組3 GT on 1 ST 96小時65% of loading test，兩套機組720MW/hr * 2unit = 1,440MW/hr 24小時full loading test。

2.    依兩套核心機組發電量需求設計，例如：純水廠→2條生產線60Ton/hr/1 system；空氣系統→3套→10kg/cm2壓力→30m3/hr。

3.    控制系統：採用分散數位系統控制且可以local及遠方遙控操作，並依LCD做人機介面處理。

4.    廠房：a. 外牆烤漆彩色鋁合金浪版。

         b. 內牆採用不繡鋼吸音版（達到40分貝要求）。

         c. 廠外鋼結構：鍍鋅+油漆表面塗裝。

         d. 控制中心採用無障礙通路設計，以利殘障人士行走。

5.    安全系統：消防系統、瓦斯燃氣系統、氫氣冷卻系統洩漏偵測採用智慧型定址偵測，並採用雙迴路field bus光纖網路。

6.    空調系統：通風系統依顯熱及潛熱值2組running及1組stand by，冷氣系統冷凍噸（RT）設計量 = 每坪 * 25% *1.5（寬放率）。

7.    景觀：a. 煙囪外表依觀音鄉蓮花為彩繪。

         b. 廠區為鎘污染區，故重灌木做防風林。

8.    品質系統：ISO 9001及KKS規定。

9.    安全衛生：勞工安全衛生法、環保國際管制系統。

10. 緊急裝置：緊急直流發電機、DC System及UPS系統維持防災或重大跳機保護措施。

11. 特別裝置：小型天然發電機，又稱全黑啟動發電機，主要當北台灣外電無法進入廠內讓廠內公用系統運作時，大潭主核心機組無法啟動，這時則利用此系統供應公用系統運作。

 

十四、    Approval requirements（核准條件）

業主核准工作有以下5個執行階段：

1.    工程進行期間：承包商應依據業主提供之圖面、技術規範及施工規範等資料執行細部設計、製造、組立、安裝及試驗等工作，並提送設計圖說，細部製造圖（Detailed Fabrication Drawings）、計算書、施工計畫圖、安裝運轉維護手冊、工程計畫書、預定工程進度表、施工程序書及相關說明書、施工機具清單、人力預估表、品質計畫之品管程序書及手冊、工安手冊及相關資料予業主/工程師審核及認可。承包商應在工程進度表內依照每月進度報告內包括設計、購料、製造、裝運、安裝、測試及其他等各大項及其小項明訂所佔的百分比。

2.    工程完工：本工程計舉列商業運轉（Commercial Operation）及工作移交（Turn Over）等兩階段，承包商應於各該機組完成上述工作次日前提出完成報告單，工業主確認完成日期。

2.1 商業運轉：商業運轉之定義請參照商務條款規定，達成商業運轉之條件請參照英文技術規範Part I , 10.0 Testing。當Reliability Test Run 達到商業運轉條件時，承包商應提出Test Run Report及完成報告單送交業主/工程師審查認可。

2.2工程移交：工程移交之定義請參照英文商業條款。承包商應依設備或系統別逐項移交業主，移交時應備妥Turn Over Form（詳附件六）併同相關圖說、文件、Test reports點交業主會同人員，當所有設備與系統均已移交業主時是為該機組移交完成，承包商應提出竣工報告單送交業主審查認可。承包商辦理移交工作需準備相關文件，下列文件除依商務條款或英文技術規範之相關規定外，餘應提送各10套。

a.   竣工圖。

b.   器材檢驗紀錄、材質試驗及證明文件。

c.   儀器設備清單、備品清單。

d.   整套之品管方案、品管程序書及測試程序書。

e.   工程施工及安裝之檢驗紀錄。

f.    承包商之稽查紀錄。

g.   NCR、FCR文件。

h.   測試合格紀錄。

i.     設備之維護、運轉手冊。

3.    工程驗收：a. 依政府採購驗收要點辦理。

             b. 本工程因屬巨大工程，故各該機組移交完成後，辦理分項驗收，俟所有機組全部完成移交實辦理總驗收，分項驗收及總驗收時，承包商工地負責人應到場會同並澄清相關事宜。各該機組商業運轉完成時，不辦理分項驗收工作。

4.    工程保固：工程驗收核可後開立銀行保固保證書（合約金額5/100）；保

固期間：機電系統三年，土建工程五年。

 

                    三.結論

北部電廠第一期1套為3GT十3HRSG十1ST裝配其發電量為720MW共計2套,單套工期為1.設計為12個月,2.核心機組採購交貨日為12個月,3.建造為20個月,及4.試俥為4個月全單套工期為36個月,若2套機組依國內狀況一般為42個月工期,若3套則為48個月為目前天然氣發電廠業主標凖需求工期,其工程造價為US600~US700∕KW,依近來年物價上漲及美元貶值,國際市場目前造價成本約US850~US900∕KW,又整廠估價可採用指數参數方法來評估CA=CB*〔KA∕KB〕x,CA為A電廠成本,CB為B電廠成本,KA為A廠發電量,KB為B廠發電量,X指數=0.71,大價電廠第一期已興建完成,回顧3年來專案執行過程有四項較大事項1.土木包商及純水套裝系統廠商能力不足如財務週轉能力不足,動員能力差,使得工期延誤四個月以致於後續工程必須負擔高額額外趕工成本,2.物價巨幅上漲,契約不得物調規定3,業主天然氣供應量不足無法全負載試俥,造成工期展延,目前正提出求償,4.政府法令變更(如消防法変更)及共同承攬商之間工作範圍爭議,值得做為國際機電統包標案下共同承攬運作模式参考案例。