西北電力設(shè)計院有限公司 閻欣軍

國內(nèi)外火力發(fā)電廠設(shè)計特點及差異分析

西北電力設(shè)計院有限公司 閻欣軍

國外火力發(fā)電廠設(shè)計在設(shè)計標準、設(shè)計理念、設(shè)備、材料及工程管理等方面，與國內(nèi)工程有不同的要求。有必要對國內(nèi)外火力發(fā)電廠設(shè)計特點及差異進行歸納分析，為同類工程提供一些值得參考、借鑒的經(jīng)驗和教訓。

合同；設(shè)計理念；設(shè)計特點；差異；標準

1 前言

隨著我國電力市場日趨飽和投資方越來越理性，國內(nèi)火力發(fā)電廠建設(shè)速度明顯放慢，各設(shè)計單位和投資方紛紛將目光轉(zhuǎn)向海外電力市場。但是由于國外火力發(fā)電廠設(shè)計與國內(nèi)設(shè)計有諸多的不同，使得我們必須花大力氣去適應由此帶來的變化，分析和總結(jié)國外電廠的設(shè)計非常有必要。

2 國內(nèi)外火力發(fā)電廠設(shè)計特點及差異分析

2.1 嚴格按照設(shè)計程序

國外工程嚴格遵照設(shè)計程序設(shè)計，項目落地后，進行概念設(shè)計、基本設(shè)計、詳圖設(shè)計，設(shè)計遵循先工藝后土建的原則。

2.2 設(shè)計周期長

由于國內(nèi)與國外設(shè)計存在著非常大的文化差異，設(shè)計過程中對國外的設(shè)計習慣和思維方式以及施工方式需要逐步了解，對外方提出的意見和其設(shè)計思路也要進行消化和理解，圖紙深度的加深以及增加的圖紙確認環(huán)節(jié)，使得整個工程設(shè)計周期比國內(nèi)同類機組要長，所耗人力也多。

2.3 主廠房布置更多考慮人性化設(shè)計

國外的主廠房布置方案和國內(nèi)差別較大，國外電廠首先考慮人性化設(shè)計，追求運行的舒適度及方便性，要求有足夠的檢修空間和設(shè)備檢修平臺，同容量機組主廠房尺寸與國內(nèi)機組相比要大。許多國外工程消缺大部分內(nèi)容是增加操作設(shè)備的檢修平臺和檢修步道。

2.4 設(shè)計理念與國內(nèi)工程有差異

2.4.1 設(shè)計首先要保證人身及設(shè)備安全。

外方的設(shè)計思路是人永遠是第一位的，所提供的最終設(shè)計一定要確保人身及設(shè)備安全可靠。對于防雷接地設(shè)計要求嚴格，從其提供的上百頁計算書來看，根據(jù)其不同的雷暴日會提供不同的防雷接地設(shè)計方案，而國內(nèi)的防雷接地設(shè)計計算書往往就是幾頁紙，并且各工程防雷接地設(shè)計方案基本無差異。

2.4.2 嚴格執(zhí)行合同要求。

對于國外項目，只要有偏差就屬于違反合同。有時為了中標，國內(nèi)總包方在投標階段全盤接受招標書的要求，給后續(xù)的設(shè)計工作造成了困難。合同簽訂后，常常以國內(nèi)工程習慣對一些自認為苛刻的合同要求不執(zhí)行，認為在圖紙確認階段可以通過和外方交涉可以按我們的意圖進行設(shè)計。而外方認為中方已全面接受了招標書要求，當設(shè)計成品與合同要求有諸多的偏差后十分不滿，認為中方不講信用。

2.4.3 招標書附圖等同于招標文件。

在招標書中一般會有大量的附圖，投標前應仔細閱讀這些圖紙，很多要求都反應在附圖中，如電動門的接線圖，圖中要求接入DCS點數(shù)往往與國內(nèi)設(shè)置的點數(shù)不同。這些細節(jié)問題，如不在投標階段解決，在詳圖確認過程中會引來極大的麻煩。對于招標書中沒有提及而附圖有的，外方也視為具有同樣的效力，對于二者都有提及而不統(tǒng)一時，以外方認為哪個有利就以哪個為準，這樣給設(shè)計造成了很多不確定性。

2.5 關(guān)于設(shè)計標準規(guī)范

國外工程面臨的最大問題就是設(shè)計標準，國內(nèi)多年來從設(shè)計、制造到調(diào)試都有一系列標準規(guī)定，且相互配套相互制約形成了完整體系。目前已經(jīng)有中國電力設(shè)計標準與國際標準比較研究的成果，但制造和調(diào)試行業(yè)在這方面并沒有配套研究，即設(shè)計如果采用國際標準，相應的制造業(yè)和調(diào)試業(yè)也應該同步進入國際市場，否則依舊會碰到各種各樣的問題。

此外國外咨詢工程師對國際標準了解的非常透徹，而我們長期按照國內(nèi)習慣進行設(shè)計，對國際標準的了解不夠深入無法解釋標準的出處和來源。

表1：印尼電價組成

2.6 設(shè)計深度

國外工程大體分為投標設(shè)計、概念設(shè)計、基本設(shè)計、詳圖設(shè)計幾個階段。

概念設(shè)計深度介于國內(nèi)可研及初設(shè)之間。基本設(shè)計相當于國內(nèi)工程的初步設(shè)計階段，但設(shè)計深度已達到國內(nèi)施工圖總圖水平。

國外工程詳圖設(shè)計深度在細節(jié)上比國內(nèi)圖紙深，圖紙表達得更清楚，能用圖紙表達的不用說明去補充。國內(nèi)設(shè)計院拿出的圖紙，初看大體上與咨詢工程師要求的一樣，但仔細分析會發(fā)現(xiàn)圖紙表達與實際要求有差距。

外方對于系統(tǒng)圖，計算書以及主要輔機選型比較重視，咨詢工程師要求說清每個數(shù)據(jù)的來源，而國內(nèi)工程因為有許多規(guī)程規(guī)定支撐，有些數(shù)據(jù)是套規(guī)程規(guī)定來的或是經(jīng)驗數(shù)據(jù)，設(shè)計人員說不清具體緣由。

外方提供的計算書每一步都會有數(shù)據(jù)出自哪個規(guī)范第幾條款或那個輸入資料的備注，每個數(shù)據(jù)每個公式都有出處。此外計算書數(shù)量遠遠高于國內(nèi)工程，比如電氣要求有電纜壓降、過載、短路計算；馬達啟動校驗分析計算；廠內(nèi)潮流計算；開關(guān)選擇配合計算；無功補償容量計算；照明計算等計算書。

詳圖深度高于國內(nèi)工程，比如要求有小管道設(shè)計和儀表定位設(shè)計要求。

2.7 圖紙確認

2.7.1 國外工程較國內(nèi)工程設(shè)計多了圖紙確認環(huán)節(jié)，由于我國與外方之間在工業(yè)發(fā)展水平、標準規(guī)范、文化習俗等相差較大，導致在設(shè)計理念及諸多方位的不同，直接造成圖紙確認過程中出現(xiàn)了非常多的困難以及制約設(shè)計進度的情況。

2.7.2 咨詢工程師對圖紙確認嚴格遵照先工藝后土建的原則進行。由于受到工期的壓力，國內(nèi)總包方為保證現(xiàn)場先施工土建的要求，常要求工藝專業(yè)在沒有最終訂貨資料的情況下進行設(shè)計假設(shè)，工藝專業(yè)給土建提供假設(shè)設(shè)計資料，這樣做往往會導致大量的返工。在圖紙確認時土建圖紙確認又反過來直接影響工藝管道布置。

此外電氣熱控盤柜布置圖如果沒有確認也直接影響建筑平面布置圖的確認，在咨詢工程師看來，盤柜沒有訂貨就出建筑平面布置圖存在有不確定性，對于我們先初步布置盤柜做建筑土建圖紙的做法他們不理解。只有電氣熱控盤柜布置得到電氣熱控咨詢工程師批準后，建筑圖紙才能獲批。

2.7.3 國外工程設(shè)計確認難度很大、問題復雜、周期長，設(shè)計人員要做全面、細致、充分地考慮和準備，對規(guī)程規(guī)范等技術(shù)標準既要知其然，還要知其所以然，設(shè)計人員應不斷地與外方交流溝通，讓其了解設(shè)計的意圖，重點向咨詢工程師說明設(shè)計流程，設(shè)計院與廠家圖紙的出版順序，灌輸給咨詢工程師分步確認的思想，否則設(shè)計院與廠家圖紙的確認就會形成死循環(huán)。

2.7.4 要注意合同的嚴肅性，嚴格遵守合同設(shè)計，設(shè)計確認就易通過。

2.7.5 充分重視基本設(shè)計階段的出圖深度和內(nèi)容，應根據(jù)合同提供相應的圖紙由外方確認，確認后的圖紙將作為詳細設(shè)計階段的基礎(chǔ)和依據(jù)。

2.7.6 詳圖的確認將會牽扯到規(guī)范和施工程序，具體細節(jié)要與咨詢工程師協(xié)商，介紹規(guī)范及施工方法，并通過咨詢工程師和施工單位了解當?shù)亓晳T，做到互相理解，互相讓步，達成共識，順利完成圖紙確認。

2.8 設(shè)計指標

國外工程就是按合同執(zhí)行，在滿足合同要求前提下，沒有必要自行提高設(shè)計指標，否則會帶來投資增加和罰款的風險。與合同的任何偏差都會有罰款，所以在噪音、設(shè)備采購、排放指標、性能考核指標、廠用電率上要特別注意合同要求，不能有一點馬虎。

2.9 文檔管理

國外工程最大的特點是來往郵件多，項目正式郵件可以作為正式信函及設(shè)計依據(jù)，外方在項目文檔管理上一直比較重視，工程開始就會規(guī)范每個參建單位的郵件、傳真、紀要編號，要求每個郵件或傳真名稱必須寫明編號、主要內(nèi)容等，使用較多的是國際通用的文檔編碼原則。否則動輒萬封的郵件查找起來特別困難。而國內(nèi)工程在文檔管理上缺乏前瞻性，無統(tǒng)一的文檔編碼規(guī)定。

2.10 工程計劃管理

外方通常會設(shè)置一個專職計劃工程師，從工程開始到工程設(shè)計結(jié)束，對所有圖紙進行列表統(tǒng)計，各參建單位全部是圍繞這個清單安排工作，控制進度并隨時發(fā)現(xiàn)各環(huán)節(jié)存在的問題，每周甚至更短時間內(nèi)更新一次。

2.11 協(xié)同設(shè)計平臺

外方設(shè)計院非常注重三維模型在設(shè)計過程中的作用，所有專業(yè)設(shè)計均在模型下進行，專業(yè)之間無需資料交換，特別是土建和工藝專業(yè)。

外方要求三維模型中對支吊架進行建模，對所有管道放坡，對儀表進行定位，根據(jù)三維模型逐項排查閥門和設(shè)備檢修空間和通道，必要處增設(shè)平臺。

外方對廠區(qū)工藝及建構(gòu)筑物建模也有不同的要求。

2.12 電價體系不同

外方的電價體系有時與國內(nèi)不同，導致技術(shù)方案及經(jīng)濟評價體系與國內(nèi)不同，在設(shè)計中應該充分注意這一點。比如印尼電價一般由A-E五部分組成，見下表1：

從表1可知，原則上超發(fā)電量所給電價是原電價的一半，但實際執(zhí)行中超發(fā)電價很難兌現(xiàn)，并不是像國內(nèi)節(jié)約下來的電可以通過售電增加收入，設(shè)計方案（比如電泵、汽泵方案比較；循環(huán)供水系統(tǒng)設(shè)計方案等）需要考慮電價體系及國外當?shù)亟ㄔO(shè)條件的特點比較后確定。

3 建議

3.1 投標階段給出足夠的時間提出偏差

在投標階段應充分地消化標書，設(shè)計院要針對招標文件提出技術(shù)偏差表，在投標澄清時與發(fā)標方充分溝通，化解技術(shù)標書中的疑難點。如果在投標階段不提出這些問題，將會給后續(xù)的工作帶來很大的困難，很多技術(shù)條款在以后談判中難以改變。

3.2 設(shè)計過程中一定要嚴格按照合同要求

做設(shè)計前要仔細閱讀理解合同，關(guān)注合同要求和特殊要求并進行合同分解。在條件能滿足的情況下，盡量滿足合同要求，在合理范圍內(nèi)進行精細化設(shè)計，對合同中要求的與我們習慣不同的個別章節(jié)的理解，一定要與合同其它章節(jié)的要求結(jié)合起來考慮。

3.3 制定合理設(shè)計周期

在設(shè)計過程中，總包方將承受工程各方面尤其是工期方面的巨大壓力和風險，往往在工程開始時給設(shè)計院制定了非常不合理的工期要求，從我們已經(jīng)執(zhí)行的工程看，欲速則不達。比如按大量假定的設(shè)備資料提供的設(shè)計圖紙得不到確認最后不得不多次升版，反而浪費人力及物力，工期也沒有按預想的提前。

3.4 加快設(shè)備招標工作

要提高設(shè)計進度就必須要加快設(shè)備招標工作，對于次要的輔助設(shè)備，如果實在無法滿足設(shè)計工期的要求，可以根據(jù)指定廠家的設(shè)備進行假定設(shè)計。但應根據(jù)程序文件留有記錄，一旦有正式的廠家資料，則馬上根據(jù)最終資料對設(shè)計圖紙進行升版。

3.5 確保咨詢工程師和國內(nèi)業(yè)主意見一致

在圖紙確認過程中及時與咨詢工程師及國內(nèi)總包方溝通，對咨詢工程師意見應該盡快明確，咨詢工程師與國內(nèi)的總包方意見達成一致，設(shè)計才能進行后續(xù)設(shè)計工作，否則對工期會造成影響。

3.6 建筑風格與國外環(huán)境整體協(xié)調(diào)

國內(nèi)設(shè)計院設(shè)計的國外電廠常常與國內(nèi)設(shè)計風格一致，常常有人說感覺是把國內(nèi)電廠搬到了國外。整體來說缺乏對國外當?shù)厝宋沫h(huán)境的了解，所設(shè)計的建構(gòu)筑物從色彩到風格沒有融入到當?shù)丨h(huán)境。在后續(xù)國外工程設(shè)計中應該強調(diào)建筑風格與國外環(huán)境整體協(xié)調(diào)性。

3.7 加強輔助車間三維設(shè)計力度

走出國門的國內(nèi)總包方往往找當?shù)胤职踢M行施工，這些分包商看不懂管道平面布置二維圖。曾經(jīng)有個工程循環(huán)水泵房工藝管道布置采用二維圖紙，當?shù)匕惭b工人看不懂圖紙而停工，并以此威脅承包商進行了工期索賠。三維設(shè)計進行了這么多年，主廠房設(shè)計三維已經(jīng)基本滿足工程需求，而輔助車間三維目前還不能完全滿足國外工程要求，應該加強輔助車間三維設(shè)計力度。

3.8 現(xiàn)有體制應該逐步適應國外工程要求

國外工程設(shè)計屬于差異化特殊定制產(chǎn)品，與國內(nèi)工程設(shè)計有較大差別?，F(xiàn)有組織機構(gòu)與開發(fā)項目模式不能滿足國外工程需要，商務、財務、法務資源跟不上，不能快速響應工程中遇到的新問題，工程中需要協(xié)調(diào)的事宜多管理成本高，此時強調(diào)團隊精神就特別重要，需要拋開傳統(tǒng)的慣性思維，改變原有的設(shè)計習慣和設(shè)計流程，打破專業(yè)界限，各專業(yè)間緊密配合完成工作。

3.9 加強國外工程中出現(xiàn)的新工藝，新方案的研究

此處所說的新工藝，新方案的研究不是我們國內(nèi)流行的新技術(shù)研究。一般所做的國外工程外部條件情況復雜，煤質(zhì)差。在東南亞、土耳其一帶的煤質(zhì)屬于超高水份褐煤，在技術(shù)路線上選擇有煤干燥、300MW等級塔式爐、風扇磨等，國內(nèi)不太常用。對于高地震烈度地區(qū)的電廠招標文件出現(xiàn)汽機半地下式布置的要求。海邊電廠由于取水口與岸邊取水泵房高差太大出現(xiàn)了設(shè)置水輪機回收能量的技術(shù)方案要求。碰到此類問題因為沒有技術(shù)儲備往往顯得力不從心。

3.10 加強對國際規(guī)范及基本功的學習

國內(nèi)設(shè)計院對國際標準學習理解不夠，細節(jié)上不清楚，往往工程做完了才明白合同為什么這樣要求，需要加強對國際標準的學習。

此外外語書面表達能力差也是制約國外項目做好做精的一個重要因素，回復咨詢工程師意見時文字往往生硬，對問題不做解釋，使得咨詢工程師對設(shè)計院的能力表示懷疑，因此要加強基本功學習。

3.11 設(shè)計人員相對固定

建議做國外工程要有一個相對固定的團隊，做過國外工程的人經(jīng)過與外方的多次交流，基本能以做國際項目的思維做項目，在制定設(shè)計方案時會多方面考慮，有利于項目執(zhí)行。

3.12 弄清楚設(shè)計院的優(yōu)勢和劣勢

弄清楚我們在國外項目設(shè)計上到底有什么核心競爭力，國外公司為什么就可以敢對業(yè)主說不？而我們不能，首先要有足夠的資本，比如必須在國內(nèi)有知名度，熟悉國際標準規(guī)范，所掌握的技術(shù)在國際市場能站穩(wěn)腳跟，多年來的設(shè)計經(jīng)驗能與國外大公司競爭等。

3.13 注重軟件配置

咨詢工程師非?？粗卦O(shè)計手段，對于不確定的設(shè)計方案或常規(guī)需要出計算書的設(shè)計、設(shè)備選型都要通過理論計算來驗證設(shè)計的正確性。只要是國際認可的計算軟件，其計算書通過就比較容易。因此設(shè)計院在力所能及條件下盡量采用通用的國際認可軟件進行成品設(shè)計，可以起到事半功倍的作用。

3.14 加強危險區(qū)域確定及相應電氣設(shè)備選型工作

危險區(qū)域劃分，國內(nèi)在2009年《火力發(fā)電廠初步設(shè)計深度規(guī)定》開始提出，由總圖專業(yè)在總平面布置圖上劃分危險區(qū)域等級。但實際上危險區(qū)域是指三維空間或區(qū)域，并不僅僅是平面劃分。在國外工程設(shè)計中，需要按照NFPA或IEC標準對危險區(qū)域進行等級分類以便于正確選擇和安裝在這些危險區(qū)域內(nèi)所用的電氣設(shè)備。

4 結(jié)束語

國內(nèi)設(shè)計院走出國門十幾年，積累了大量國外工程經(jīng)驗，也充分認識到我們與國外設(shè)計的差距，應該看到我們離真正的國際化公司還有一定的距離，輕輕松松做國外工程那是我們夢中的理想，還需要我們在設(shè)計中不斷總結(jié)不斷提高。