涉外电厂总承包项目水工技术工作浅析

徐运达，胡华强

(江苏省电力设计院有限公司，江苏 南京 211102)

20 MW [NET] STEAM TURBINE GENSET PROJECT位于菲律宾共和国北棉兰老岛伊利甘市Kiwala，毗邻Large Farge水泥厂，位于伊利甘市东北10 km，坐标8013'N与124014'E。

菲律宾共和国贫富差距大、失业率高，社会治安问题较为突出。

项目所在地棉兰老岛为菲律宾国内分离组织、恐怖组织主要集中地之一，同政府军的冲突由来已久，经常进行绑架、暗杀、炸弹袭击等恐怖行为。2017年5月份爆发并持续数月的马拉维危机，距离项目所在地直线距离仅40 km。

本工程为新建工程，建设一台110 t/h燃烧纯煤或80%煤与20%稻壳混合物的循环流化床锅炉，配1台25 MW凝汽式汽轮发电机组，所发电量主要为相邻的La Farge的水泥厂供电，剩余电力为附近区域提供电力。工程从2015年2月收到招标文件，2015年7月正式商谈合同，整个项目的竣工日期为工程开工日期(2016年2月)后的22个月，质保期2年。以下就本专业的设计技术特点以及在设计工作中的一些体会进行总结。

1 循环水系统

1.1 循环水系统设计特点

本工程厂址地处伊利甘海湾，邻近海岸线，主厂房距岸边仅600 m，海水水位较稳定，水源充足，具备海水直流供水条件，因此循环水系统采用海水直流冷却供水系统。取水构筑物、循环水泵站及排水构筑物土建按照1×25 MW机组容量设计，其中循环水泵站安装2台立式循环水泵(1用1备)，循环水泵主要部件选用022Cr22Ni5Mo3N双相不锈钢材质，以防止海水的腐蚀。

本工程新建1座循环水泵站，循环水泵站本体的平面尺寸为21.37 m(长度)×13.25 m(宽度 )×10.61 m(深度 )。

本期工程安装2台循环水泵(1用1备)，从循环水泵站进水口到循环水泵依次安装有钢闸门、拦污栅及清污机、旋转滤网。循环水泵及电机室外露天安装，钢闸门、拦污栅及清污机、旋转滤网室外安装。泵站上部安装1台电动单梁起重机，起重量10 t，起重机跨度12 m，起升高度20 m。

每台循环水泵出口装设一台重锤式液控缓闭止回蝶阀，液控蝶阀的开关与其对应的水泵连锁。

循泵房设2台旋转滤网冲洗水泵，用来提供2台旋转滤网需要的清洗水。冲洗水泵技术参数如下：Q=140 m3/h，H=38 m，N=22 kW。

1.2 供水系统设计总结

(1)供水系统设计的前提是基础水文气象资料的取得，包括厂址附近水系特征，拟建取水海域的泥沙、漂浮物等资料；电厂取排水口位置近几年实测陆上地形图及水下地形图；取水海域历年最高水位、最低水位、各月平均水位资料；取水海域历年最高水温、最低水温、各月平均水温资料；当地暴雨强度公式、基本风压；附近气象站累年气象要素特征值、风向频率、最大风速等资料。本工程在水文气象资料的搜集方面遇到了巨大的困难，总结原因：在不了解当地水文资料搜集难易程度的情况下，在EPC合同中将水文气象资料的取得完全划分到总包方工作范围。实际上当地厂址附近无水文、气象监测站点，只能参考附近在建电厂的资料；派至现场进行地形测量的人员也遇到了多种因素的阻碍。

今后对于海外工程水文气象资料的搜集工作，一定要事先尽量了解当地水文气象资料搜集的难易程度，视难易程度在合同谈判过程中将部分或全部资料搜集工作划分给当地业主方，这对后续供水系统的顺利设计至关重要。

(2)对于海水直流供水冷却系统，温排水对取水口及周围海洋生态的影响是一个必须考虑的重要因素。尤其对于海外工程，熟悉了解当地海洋生态环保部门对温排水的具体法律法规是非常重要的，这方面工作最好在合同谈判之前就做到心中有数，因为这涉及到后期取排水工程能否最终顺利获得当地环保部门的许可。如果在了解过程中发现许可的获得较为困难，在合同谈判时可以力争将有关环保方面的许可划入业主方范围，业主方作为当地企业在获得本国的部门许可方面具有天然优势。相类似的，整个EPC工程大部分的许可应尽量在合同谈判过程中划归至业主工作范围，这对保证工程的顺利开展以至顺利验收都至关重要。

(3)本工程循环水管采用焊接钢管，防腐采用防腐漆加阴极保护的方式，投标阶段认为这种方式节省成本。但是由于钢管无法在施工现场制作，只能在国内钢管厂家处制作，另外需将牺牲阳极块运至钢管厂家同时安装，安装结束后再进行防腐底漆的喷涂，防腐面漆待钢管运至现场后再由施工单位喷涂，整个过程十分繁琐，最终成本与玻璃钢管等管材比较也无优势。

今后的海外工程中，应提前调研当地的施工条件及采购条件、运输成本，结合施工条件确定合适的循环水管材。

(4)本工程循泵站因用地紧张，缩短了进水流道的长度，进水流道扩散角度大于规范取值，为此在流道内增设了导流底坎，但因时间和成本的限制，并未对底坎形状、高度、数量和位置进行专业的模型论证，底坎的水损也为估计值，位置图见图1。

图1 循环水泵站区域示意图

(5)循泵扬程流量的选择

本工程循环水设计温度28℃，考核温升7℃。循泵的额定流量，按国内的规范是以TMCR工况确定。但是具体到本工程，在合同中，没有很明确这一要求，出现了前后不一致的情况 ，在合同A3.3中，有“Pumps shall be sized for at least 5% fl ow and 10% pressure margins over determined system resistance under all operating conditions.”这样的描述，这条实际上对我们很不利，在后面有“Turbine Exhaust pressure is maintained at Rated Power Output condition as 7.5KPa as per HBD and Inlet Sea water temperature is 28 deg c and condenser outlet water temperature is 35degC”这样的描述，这条是相对有利的。由于合同中没有明确，导致我们在与业主谈循泵流量的过程中没有底气，谈了相当长的时间才说服业主，这就影响了循泵的采购以及相关施工图的进度。

总结：在后面的海外工程中，循泵的参数决定工况一定要明确，并且前后一致。同理推及其他方面，一些在标准中很明确的东西，在签定合同的过程中，一定要注意排除掉合同中不明确的条文、对我们不利的条文。

(6)循环水管道的布置

循环水管道因其管径较大，属于电厂地下设施布置中较为重要的部分。在全厂地下设施的规划布置过程中，一定要优先考虑循环水管道的布置，同时对已有地下设施做好前期测量工作，做到心中有数。具体到本工程，循环水泵站区域与主厂区相隔一条环岛高速公路，此公路是当地的交通要道，道路下方有较多已有市政管线，由于前期测量专业测量深度不够，且未进行已有地下管道探测，后期增补的地形测量也没有及时反馈给相关专业，导致后期循环水管道因公路市政管线及市政电线杆发生过多次变更。

另外值得一提的是，当工程中有部分管道需要穿越市政道路，施工时需要临时破坏已建市政道路时，需注意自我保护，提前在合同谈判时考虑到临建许可等办理事宜，建议将此项工作范围划归到业主方，归避不必要的风险，以免影响施工进度。

2 净水站

2.1 净水工艺系统设计特点

本工程补给水水源为地下井水，根据当地水质分析单位对取水深井处地下水进行的水样全分析检测，井水悬浮物含量为4.5 mg/L，且水质常年稳定。因此，电厂取水水质较好，常年悬浮物含量较低。设计中根据补给水的水质特点，对净水工艺系统进行了优化。

本工程补给水由业主供应。业主从地下水井中通过提升泵引水至电厂厂界，从接口处敷设1根DN100管道至厂区水务区域。

根据《合同》，业主供水设计流量为25 m3/h，本工程最大小时用水量为21 m3/h，满足用水量需求，供水水压0.20～0.30 MPa。

(1)生活给水系统

生活给水系统主要供给电厂人员生活饮用水，水源为经处理后的地下井水，处理后的地下井水贮存至生活水箱，水箱有效容积10 m3。

生活水供水水压0.20 MPa～0.30 MPa，本工程平均小时生活用水量约为0.5 m3/h，满足生活用水需求。

本工程共设2台生活水泵，正常情况下1用1备，采用变频调速控制装置控制，根据实际用水量调节水泵出流量。

(2)化学给水系统

本工程设置1座250 m3滤后化学水箱，本期工程化学用水量正常为5 m3/h，最大为12 m3/h，设2台化学水泵，正常情况下1用1备，最大工况下2台全部投入运行。化学给水系统的水源为经求过滤后的地下井水，化学水泵从滤后水箱取水，通过1根DN40的化学水管道输送至化学处理车间。

(3)杂用水系统

本期工程设置1座400 m3原水水箱，本期工程杂用水量为8 m3/h，设2台杂用水泵，正常情况下1用1备，采用变频调速控制装置控制，根据实际用水量调节水泵出流量。杂用水系统的水源为业主提供的地下井水，杂用水泵从原水水箱取水，通过1根DN50的杂用水管道输送至厂区各用水点。过滤器反洗水泵从滤后水箱取水，当过滤器需要反洗时开启反洗水泵。

2.2 净水站设计总结

(1)本工程采用地下井水，水质良好，因此水处理系统仅设置过滤装置，过滤装置的反冲洗水存储在反冲洗水池内，反冲洗水池上清液可考虑复用于冲洗、地面降温等。

(2)根据供水对象、水质要求，将用于生活、化学、杂用水处理的水箱分开设置，有效地保证了生活、化学用水出水水质的稳定性，杂用水直接采用地下井水，简化了处理流程，减小了处理系统的规模。

(3)净水站与化学水处理室、循环水加药间毗邻布置，缩短了工艺系统间的连接管道以及动力、控制电缆。

(4)净水站、全厂室内、室外管道工程量大，管件数量繁多，具体到本工程，因当地物资匮乏，所有材料基本均为国内采购后运至现场，这就要求工艺设计时对材料的统计必须尽量做到精确、详尽，因为一旦漏项，会严重妨碍现场施工进度。

3 消防系统设计

3.1 消防系统设计特点

本工程完全依据NFPA有关消防条例、规范设计，设计主要原则如下：

(1)本工程在同一时间内的火灾次数按一次计。

(2)本工程新建一套独立的消防给水系统，设置消火栓给水、水喷雾灭火系统等合并的消防给水管网。

(3)运煤系统主要采用消火栓灭火系统，辅以手动消防炮灭火系统。

(4)油罐区消防采用固定式泡沫灭火系统。

(5)电子设备间(electronic equipment room)、工程师室(computer room)、集中控制室(centralized control room)、运煤系统控制室(control room for coal handling system)设置淹没式气体灭火系统。

(6)变压器(automatic remote manual operation)、柴油发电机及油箱、润滑油箱、净油器(remote manual operation)、锅炉燃烧器(remote manual operation)采用水喷雾灭火系统。

本工程设1套独立的消防给水系统，消防给水系统由消防水泵、稳压装置、消防水箱、消防给水管网组成，主要供室内、室外消火栓、水喷雾灭火设施、油罐区固定泡沫灭火系统等消防用水。

新建消防水泵站内设有1台电动消防水泵，1台柴油机消防水泵，1用1备，并设1套消防稳压给水设备作为消防给水系统的稳压装置。消防水泵既可就地操作，也可在集控室控制启动。

室外消防管道为地面敷设。厂区室外消防环状管网上设有室外消火栓，主要区域消防栓的间距最大宜为300 ft(91.4 m)。在偏僻的区域诸如长期贮煤场消防栓的间距最大宜为500 ft(152.4 m)。

3.2 消防系统设计总结

(1) NFPA14 Standard for the Installation of Standpipe and Hose Systems等规范中对管材有较为明确的要求，除规范中明确的几种管材外，也可使用当地消防部门认可的管材，设计时需提前确认使用哪种管材，以免造成返工。

(2) NFPA20中规定消防钢管除地下吸水管和排水管外，一般应在地面以上敷设。

(3)本工程消防用水存储在地面布置的消防水箱内。由于消防水泵也为地面布置，为保证消防水泵的自灌吸水，消防水箱的出水口设置较高，此时如果消防水箱的基础承载力不够，则需在水箱出水口高度以下保留一段水箱高度，这样就造成了消防水箱最低水位以下存在一段无法利用的“死水”，人为增加消防水箱的体积，目前还没有很好的办法解决这一问题。

(4)按NFPA规范，本工程的水喷雾灭火系统强度见表1。

表1 本工程水喷雾灭火系统强度总结

(5)油罐区泡沫灭火系统。对于固定顶罐采用6%的泡沫液液上保护，最低泡沫喷放强度为4.1 LPM/m2，泡沫用量考虑一个最大的燃油贮罐和一个泡沫消防栓同时工作的用量。燃油贮罐灭火系统的喷射时间参照NFPA执行，对于辅助枪(软管)流量考虑10 min的用量(按照NFPA的要求)。泡沫液储罐的最小有效量的设计满足如下要求：

①A design margin of at least 10% shall be considered over the calculated value of foam concentrate tank and foam concentrate.

泡沫液储量还考虑不小于10%的设计余量。

②One (1) foam proportioner shall be provided for fuel oil tanks and foam hydrant.

燃油罐的泡沫灭火系统和泡沫消火栓系统共用一套泡沫比例混合器。

NFPA 850《FIRE PROTECTION FOR ELECTRIC GENERATING PLANTS AND HIGH VOLTAGE DC CONVERTER STATIONS》中建议室外储油罐均配置泡沫灭火系统，而国内GB 50229《火力发电厂与变电站设计防火规范》中规定单罐容量大于200 m3的油罐采用固定式泡沫灭火系统，单罐容量小于或等于200 m3的油罐可采用移动式泡沫灭火系统。对于容积较小的油罐，可参考国内做法，在合同谈判时与业主商定泡沫灭火系统的形式，尽可能采用移动式泡沫产生器等移动式泡沫灭火系统。

(6)洁净气体系统(IG-541)的设计按照NFPA2001的规范要求，该系统属于高压系统(150 bar)，最小设计浓度为37.5%，喷放时间最大60 s。

NFPA850《FIRE PROTECTION FOR ELECTRIC GENERATING PLANTS AND HIGH VOLTAGE DC CONVERTER STATIONS》中建议控制室、计算机室及通信室等电气房间及设备设置自动喷水灭火系统、自动细水雾灭火系统或气体灭火系统，国内GB 50229《火力发电厂与变电站设计防火规范》中规定机组容量为300 MW及以上的燃煤电厂的相关电气房间需设置固定气体灭火系统。对于机组容量较小的电厂，在合同谈判时也可参照国内做法与业主协商确定电气房间的灭火形式。具体到本工程，在合同谈判时通过与业主的协商，最终取消了部分电气房间的固定气体灭火系统，以及电缆桥架的水喷雾灭火系统。

(7)事故油池容积的计算。按照NFPA 850规定，事故油池应可容纳以下各项：

① 区域内任何易燃或可燃液体最大单一容器的溢出量。

② 预期最大数量的消防水龙带至少运行10 min。

③ 固定灭火系统在最大设计流量下至少运行10 min。

而国内仅考虑最大一台变压器事故油量的60%作为事故油池有效容积，远小于NFPA规定。

(8)消防设备的认证事宜

海外工程的消防审批涉及到消防设备的认证问题。部分海外工程的消防许可验收可能需要部分消防设备的FM/UL认证。由于FM/UL认证的进口设备比国产设备通常价格要高3～5倍，所以搞清楚消防设备是否需要FM/UL认证，以及具体哪些设备需要FM/UL认证至关重要。可以从以下方面入手。

①了解消防许可的流程

了解消防许可的流程，办理消防许可的资质单位(是政府部门还是第三方？据了解是第三方机构。)，如果是第三方机构颁发消防许可，是由业主还是由我院负责寻找第三方机构(合同中没有消防许可的范围界定，可能此许可含在某一项许可内)。

②可以去询问办理消防许可的单位有无消防产品FM/UL认证的要求。

③询问与消防有关的保险是哪些？这些保险有无对消防产品FM/UL认证的要求？如需FM/UL认证产品，有无具体的清单？(方便水工和热控筛选购买清单，尽量减少费用)

总结：在今后海外工程的消防合同谈判中，事先了解清楚当地的消防许可流程以及消防设备认证事宜，这样方便我们做好准确的消防系统技经概算，做到心里有底。

4 合同谈判过程体会和看法

EPC技术合同的原则、细节直接决定了项目的投资与收益，在合同谈判过程

(1)合同谈判前的准备工作。具体到水工专业，包括了解水文气象资料搜资的难易，当地水利、环保政策及许可流程，当地消防验收许可流程等。

(2)高度重视技术合同的细节。建议按施工图流程进行合同条款的修订工作，即所有技术合同条款均需经过主设人初步修订，审核人二次修订，大原则项目经理最终把关的流程，在修订过程中做到逐字斟酌，避免漏洞，归避风险。

(3)权责范围的划分。根据前期项目所在地的调研情况，将难度较大的工作尽量在合同谈判中划分到业主方，如取排水许可(水利部门许可、环保部门许可等)、消防许可等。

(4)灵活运用规范标准，合理控制成本。海外工程经常以美标、欧标等国外设计规范做为设计依据，这就要求设计人员熟练掌握这些标准的内容，对于标准中非强制性的建议性条款，可以与业主方在合同谈判过程中灵活处理，尽量减少对自己不利的条款，尽量取消不必要的设施、设备，合理协商，控制成本。