国内外火力发电厂设计特点及差异分析

2017-12-23西北电力设计院有限公司阎欣军

电力设备管理 2017年3期

关键词：设计院工程师咨询

西北电力设计院有限公司阎欣军

国内外火力发电厂设计特点及差异分析

西北电力设计院有限公司阎欣军

国外火力发电厂设计在设计标准、设计理念、设备、材料及工程管理等方面，与国内工程有不同的要求。有必要对国内外火力发电厂设计特点及差异进行归纳分析，为同类工程提供一些值得参考、借鉴的经验和教训。

合同；设计理念；设计特点；差异；标准

1 前言

随着我国电力市场日趋饱和投资方越来越理性，国内火力发电厂建设速度明显放慢，各设计单位和投资方纷纷将目光转向海外电力市场。但是由于国外火力发电厂设计与国内设计有诸多的不同，使得我们必须花大力气去适应由此带来的变化，分析和总结国外电厂的设计非常有必要。

2 国内外火力发电厂设计特点及差异分析

2.1 严格按照设计程序

国外工程严格遵照设计程序设计，项目落地后，进行概念设计、基本设计、详图设计，设计遵循先工艺后土建的原则。

2.2 设计周期长

由于国内与国外设计存在着非常大的文化差异，设计过程中对国外的设计习惯和思维方式以及施工方式需要逐步了解，对外方提出的意见和其设计思路也要进行消化和理解，图纸深度的加深以及增加的图纸确认环节，使得整个工程设计周期比国内同类机组要长，所耗人力也多。

2.3 主厂房布置更多考虑人性化设计

国外的主厂房布置方案和国内差别较大，国外电厂首先考虑人性化设计，追求运行的舒适度及方便性，要求有足够的检修空间和设备检修平台，同容量机组主厂房尺寸与国内机组相比要大。许多国外工程消缺大部分内容是增加操作设备的检修平台和检修步道。

2.4 设计理念与国内工程有差异

2.4.1 设计首先要保证人身及设备安全。

外方的设计思路是人永远是第一位的，所提供的最终设计一定要确保人身及设备安全可靠。对于防雷接地设计要求严格，从其提供的上百页计算书来看，根据其不同的雷暴日会提供不同的防雷接地设计方案，而国内的防雷接地设计计算书往往就是几页纸，并且各工程防雷接地设计方案基本无差异。

2.4.2 严格执行合同要求。

对于国外项目，只要有偏差就属于违反合同。有时为了中标，国内总包方在投标阶段全盘接受招标书的要求，给后续的设计工作造成了困难。合同签订后，常常以国内工程习惯对一些自认为苛刻的合同要求不执行，认为在图纸确认阶段可以通过和外方交涉可以按我们的意图进行设计。而外方认为中方已全面接受了招标书要求，当设计成品与合同要求有诸多的偏差后十分不满，认为中方不讲信用。

2.4.3 招标书附图等同于招标文件。

在招标书中一般会有大量的附图，投标前应仔细阅读这些图纸，很多要求都反应在附图中，如电动门的接线图，图中要求接入DCS点数往往与国内设置的点数不同。这些细节问题，如不在投标阶段解决，在详图确认过程中会引来极大的麻烦。对于招标书中没有提及而附图有的，外方也视为具有同样的效力，对于二者都有提及而不统一时，以外方认为哪个有利就以哪个为准，这样给设计造成了很多不确定性。

2.5 关于设计标准规范

国外工程面临的最大问题就是设计标准，国内多年来从设计、制造到调试都有一系列标准规定，且相互配套相互制约形成了完整体系。目前已经有中国电力设计标准与国际标准比较研究的成果，但制造和调试行业在这方面并没有配套研究，即设计如果采用国际标准，相应的制造业和调试业也应该同步进入国际市场，否则依旧会碰到各种各样的问题。

此外国外咨询工程师对国际标准了解的非常透彻，而我们长期按照国内习惯进行设计，对国际标准的了解不够深入无法解释标准的出处和来源。

表1：印尼电价组成

2.6 设计深度

国外工程大体分为投标设计、概念设计、基本设计、详图设计几个阶段。

概念设计深度介于国内可研及初设之间。基本设计相当于国内工程的初步设计阶段，但设计深度已达到国内施工图总图水平。

国外工程详图设计深度在细节上比国内图纸深，图纸表达得更清楚，能用图纸表达的不用说明去补充。国内设计院拿出的图纸，初看大体上与咨询工程师要求的一样，但仔细分析会发现图纸表达与实际要求有差距。

外方对于系统图，计算书以及主要辅机选型比较重视，咨询工程师要求说清每个数据的来源，而国内工程因为有许多规程规定支撑，有些数据是套规程规定来的或是经验数据，设计人员说不清具体缘由。

外方提供的计算书每一步都会有数据出自哪个规范第几条款或那个输入资料的备注，每个数据每个公式都有出处。此外计算书数量远远高于国内工程，比如电气要求有电缆压降、过载、短路计算；马达启动校验分析计算；厂内潮流计算；开关选择配合计算；无功补偿容量计算；照明计算等计算书。

详图深度高于国内工程，比如要求有小管道设计和仪表定位设计要求。

2.7 图纸确认

2.7.1 国外工程较国内工程设计多了图纸确认环节，由于我国与外方之间在工业发展水平、标准规范、文化习俗等相差较大，导致在设计理念及诸多方位的不同，直接造成图纸确认过程中出现了非常多的困难以及制约设计进度的情况。

2.7.2 咨询工程师对图纸确认严格遵照先工艺后土建的原则进行。由于受到工期的压力，国内总包方为保证现场先施工土建的要求，常要求工艺专业在没有最终订货资料的情况下进行设计假设，工艺专业给土建提供假设设计资料，这样做往往会导致大量的返工。在图纸确认时土建图纸确认又反过来直接影响工艺管道布置。

此外电气热控盘柜布置图如果没有确认也直接影响建筑平面布置图的确认，在咨询工程师看来，盘柜没有订货就出建筑平面布置图存在有不确定性，对于我们先初步布置盘柜做建筑土建图纸的做法他们不理解。只有电气热控盘柜布置得到电气热控咨询工程师批准后，建筑图纸才能获批。

2.7.3 国外工程设计确认难度很大、问题复杂、周期长，设计人员要做全面、细致、充分地考虑和准备，对规程规范等技术标准既要知其然，还要知其所以然，设计人员应不断地与外方交流沟通，让其了解设计的意图，重点向咨询工程师说明设计流程，设计院与厂家图纸的出版顺序，灌输给咨询工程师分步确认的思想，否则设计院与厂家图纸的确认就会形成死循环。

2.7.4 要注意合同的严肃性，严格遵守合同设计，设计确认就易通过。

2.7.5 充分重视基本设计阶段的出图深度和内容，应根据合同提供相应的图纸由外方确认，确认后的图纸将作为详细设计阶段的基础和依据。

2.7.6 详图的确认将会牵扯到规范和施工程序，具体细节要与咨询工程师协商，介绍规范及施工方法，并通过咨询工程师和施工单位了解当地习惯，做到互相理解，互相让步，达成共识，顺利完成图纸确认。

2.8 设计指标

国外工程就是按合同执行，在满足合同要求前提下，没有必要自行提高设计指标，否则会带来投资增加和罚款的风险。与合同的任何偏差都会有罚款，所以在噪音、设备采购、排放指标、性能考核指标、厂用电率上要特别注意合同要求，不能有一点马虎。

2.9 文档管理

国外工程最大的特点是来往邮件多，项目正式邮件可以作为正式信函及设计依据，外方在项目文档管理上一直比较重视，工程开始就会规范每个参建单位的邮件、传真、纪要编号，要求每个邮件或传真名称必须写明编号、主要内容等，使用较多的是国际通用的文档编码原则。否则动辄万封的邮件查找起来特别困难。而国内工程在文档管理上缺乏前瞻性，无统一的文档编码规定。

2.10 工程计划管理

外方通常会设置一个专职计划工程师，从工程开始到工程设计结束，对所有图纸进行列表统计，各参建单位全部是围绕这个清单安排工作，控制进度并随时发现各环节存在的问题，每周甚至更短时间内更新一次。

2.11 协同设计平台

外方设计院非常注重三维模型在设计过程中的作用，所有专业设计均在模型下进行，专业之间无需资料交换，特别是土建和工艺专业。

外方要求三维模型中对支吊架进行建模，对所有管道放坡，对仪表进行定位，根据三维模型逐项排查阀门和设备检修空间和通道，必要处增设平台。

外方对厂区工艺及建构筑物建模也有不同的要求。

2.12 电价体系不同

外方的电价体系有时与国内不同，导致技术方案及经济评价体系与国内不同，在设计中应该充分注意这一点。比如印尼电价一般由A-E五部分组成，见下表1：

从表1可知，原则上超发电量所给电价是原电价的一半，但实际执行中超发电价很难兑现，并不是像国内节约下来的电可以通过售电增加收入，设计方案（比如电泵、汽泵方案比较；循环供水系统设计方案等）需要考虑电价体系及国外当地建设条件的特点比较后确定。

3 建议

3.1 投标阶段给出足够的时间提出偏差

在投标阶段应充分地消化标书，设计院要针对招标文件提出技术偏差表，在投标澄清时与发标方充分沟通，化解技术标书中的疑难点。如果在投标阶段不提出这些问题，将会给后续的工作带来很大的困难，很多技术条款在以后谈判中难以改变。

3.2 设计过程中一定要严格按照合同要求

做设计前要仔细阅读理解合同，关注合同要求和特殊要求并进行合同分解。在条件能满足的情况下，尽量满足合同要求，在合理范围内进行精细化设计，对合同中要求的与我们习惯不同的个别章节的理解，一定要与合同其它章节的要求结合起来考虑。

3.3 制定合理设计周期

在设计过程中，总包方将承受工程各方面尤其是工期方面的巨大压力和风险，往往在工程开始时给设计院制定了非常不合理的工期要求，从我们已经执行的工程看，欲速则不达。比如按大量假定的设备资料提供的设计图纸得不到确认最后不得不多次升版，反而浪费人力及物力，工期也没有按预想的提前。

3.4 加快设备招标工作

要提高设计进度就必须要加快设备招标工作，对于次要的辅助设备，如果实在无法满足设计工期的要求，可以根据指定厂家的设备进行假定设计。但应根据程序文件留有记录，一旦有正式的厂家资料，则马上根据最终资料对设计图纸进行升版。

3.5 确保咨询工程师和国内业主意见一致

在图纸确认过程中及时与咨询工程师及国内总包方沟通，对咨询工程师意见应该尽快明确，咨询工程师与国内的总包方意见达成一致，设计才能进行后续设计工作，否则对工期会造成影响。

3.6 建筑风格与国外环境整体协调

国内设计院设计的国外电厂常常与国内设计风格一致，常常有人说感觉是把国内电厂搬到了国外。整体来说缺乏对国外当地人文环境的了解，所设计的建构筑物从色彩到风格没有融入到当地环境。在后续国外工程设计中应该强调建筑风格与国外环境整体协调性。

3.7 加强辅助车间三维设计力度

走出国门的国内总包方往往找当地分包商进行施工，这些分包商看不懂管道平面布置二维图。曾经有个工程循环水泵房工艺管道布置采用二维图纸，当地安装工人看不懂图纸而停工，并以此威胁承包商进行了工期索赔。三维设计进行了这么多年，主厂房设计三维已经基本满足工程需求，而辅助车间三维目前还不能完全满足国外工程要求，应该加强辅助车间三维设计力度。

3.8 现有体制应该逐步适应国外工程要求

国外工程设计属于差异化特殊定制产品，与国内工程设计有较大差别。现有组织机构与开发项目模式不能满足国外工程需要，商务、财务、法务资源跟不上，不能快速响应工程中遇到的新问题，工程中需要协调的事宜多管理成本高，此时强调团队精神就特别重要，需要抛开传统的惯性思维，改变原有的设计习惯和设计流程，打破专业界限，各专业间紧密配合完成工作。

3.9 加强国外工程中出现的新工艺，新方案的研究

此处所说的新工艺，新方案的研究不是我们国内流行的新技术研究。一般所做的国外工程外部条件情况复杂，煤质差。在东南亚、土耳其一带的煤质属于超高水份褐煤，在技术路线上选择有煤干燥、300MW等级塔式炉、风扇磨等，国内不太常用。对于高地震烈度地区的电厂招标文件出现汽机半地下式布置的要求。海边电厂由于取水口与岸边取水泵房高差太大出现了设置水轮机回收能量的技术方案要求。碰到此类问题因为没有技术储备往往显得力不从心。