海外EPC发电工程热控设计技术质量管理风险识别与对策

2021-12-10林振敏

仪器仪表用户 2021年12期

林振敏

（中国能源建设集团江苏省电力设计院有限公司，南京 211102）

0 引言

近年来，公司先后投标或设计涉及菲律宾、印尼、巴基斯坦、尼日利亚、伊朗、埃及等多个海外国家的EPC发电工程项目，积极参与到国家“一带一路”重要战略中，跟随国家能源市场发展的大趋势，从国内走向国外，不断加大市场开拓力度，旨在打造海内外一流品牌效应。

设计企业作为工程项目的“领头羊”，具有得天独厚的市场优势[1,2]。在合理设计的前提下，不断提高总包管理水平，就能够有效降低EPC项目的投资及建造成本；充分利用人才优势，不断积累实践经验，加快建设与国际市场相适应的技术质量管理制度，就能够更快更好地走向国际；依靠不断的设计优化，吸收国外的设计理念，熟悉国外的图审流程，深化设计图纸，消除依靠施工单位二次设计的痼疾，就能够更快地与国外咨询公司接轨[3]。

然而，优质工程的实现，首先依靠的是过硬的设计质量。本文根据公司近些年来的海外工程经验，整理出海外EPC发电工程热控专业一些典型的技术质量风险，并提出相应的风险应对对策，旨在降低EPC工程的实施成本。

1 海外EPC发电工程热控设计技术质量风险识别评价

1.1 技术风险

海外EPC发电工程热控专业的技术风险主要来自于国际与国内招标文件中工程范围及理解的偏差。

1）热控工作范围的变更

海外EPC的招标文件中，屡屡提及以下内容但却可能并未提出详细的要求：

◇ 配置一套气象站系统。

◇ 提出Hg测量、连续空气质量、连续水质监测、连续噪声监测。

◇ 现场试验仪表。

◇ 安防一体化联动。

◇ 火灾报警的NFPA美标设计与产品认证。

◇ 专用的跳机ESD系统。

◇ 锅炉的燃烧管理系统BMS。

◇ 资产管理系统。

◇ 厂区鸣笛（报警）系统。

◇ PI系统。

◇ LAN系统。

不同国家及地区都有其各自的技术惯例与做法，对于配置的需求也都不同，但是在投标过程中，很难弄清楚该国特有的惯例，更难以获得当地电网或环保部门专门的需求文件，这将导致设备配置以及设备成本的巨大偏差，不光降低了成本核算的准确性，同时为后期EPC工程的执行留下了巨大的隐患。

2）PLC（Programmable Logic Controller）与DCS（Distributed Control System）的选取

招标文件往往会要求主机系统采用DCS控制，化水或水工区域采用独立的PLC控制等。这些与国内的做法往往存在差异，招标方的要求是一种非主流且增加成本的方式，甚至有时候会是违反国内规程的要求，但也许却是符合当地市场或习惯的。另外，对于厂外超远距离设备，如储灰场、取水泵站等的控制要求应提高重视程度，基于无线或移动网络的方案在当地也许无法实行。EPC方在设计或投标时，如果没有充分考虑到上述控制系统的偏差，将会给工程带来灾难性的后果。

3）FAT（Factory Acceptance Test）的范围

海外招标方有时候会对热控FAT的范围具有非常执着的要求。特别的，对于燃机工程，招标方有时会执着地要求DCS厂商负责DCS与燃机控制系统GTCS及汽机控制系统STCS之间的通讯FAT试验，而燃机制造商与汽机制造商是不可能同意将其相应的控制设备发货到DCS制造商的工厂内再进行试验的。对于这种情况，EPC方提出合理有效的解决策略，并充分与业主沟通就显得至关重要。

1.2 投标概算提资准确性的风险

在热控的概算中，DCS系统、安防联动系统、火灾报警系统、仪表成套以及标书要求的特殊项目，比如专用ESD跳机系统、资产管理系统等，其费用跟随工艺系统的变化、厂区布置的变化、配置的变化、业主的功能需求以及品牌的变化有着极大的差异[4]。只有拿到明确的系统流程及厂区布置图，确定好产品层次，充分理解业主的需求，才能给出较为可靠的价格。然而，投标这个阶段是很难做到如此巨大的工作量投入的。

除去设备层次的偏差，安装材料的不准确是概算偏高的主要原因，特别是电缆、仪表阀门、桥架、保护管等项目。因受工程场地、设备数量等的影响，即使同类型机组之间的安装材料也存在着较大的差异，因此在投标阶段提高安装材料数量的准确性成为取得投标优势的一大关键。

1.3 EPC合同执行的风险

本文认为执行阶段的风险主要来自两个方面：即国际标准的差异以及国际咨询公司审查思路的不同[5]。由于设计人员对国际标准理解深度不够，设计图纸上会存在很多套用国标的情况，这将给EPC交付工作带来很多困难。另外，国际咨询公司有其较为体系化的设计流程，各阶段需要设计人员提供不同层次和内容的资料以供审查。由于国内国外体系的差异，设计人员光准备审查材料便疲于应对，更遑论实际图纸的设计。

1.4 设计深度不够的风险

国内设计单位的图纸往往需要在现场经过施工人员的二次深化后，才能付诸施工[6]。对热控而言，仪表测点的定位、仪表实际的安装方式、仪表导管的布置、就地盘柜的定位、弱电埋管的走向及安装等都需要现场根据实际情况确定。而海外的施工单位因其长期采用严格照图施工的工作模式，往往并不具备二次设计能力，故而使EPC工作举步维艰。

2 主要技术质量风险的对策

2.1 技术风险的对策

1）应对热控工作范围的变更

首先，根据合同明确热控专业的工作内容。当然，因热控专业是服务于所有工艺专业的，所以要从合同中各工艺部分的描述中，分门别类地归纳出热控专业所有的工作范围。

其次，应将各项热控设备做成卡片式的说明文档。比如就气象站而言，此文档中应有气象站的介绍、气象站的常规测量项目、气象站的探头选型及配置、气象站的设备简图、气象站的可选测量项，以及气象站集成商品牌推荐。再遇到标书中计列气象站又无明确要求时，将此卡片文档“抽出”，既高效又能较好满足招标方的需求。

2）选取PLC与DCS

控制方式的选取最重要的原则应该是符合招标方运行人员的控制习惯，而不是现行主流配置或者设计上的便捷性。

目前，国内机组主流的控制方式是采用全厂DCS分散控制，而菲律宾、印尼、巴基斯坦等一些国家的控制理念发展相对落后，厂区经营管理模式也相对粗放，常常提出辅助区域设置独立的区域控制室并采用独立的PLC系统进行控制的要求。虽然此种要求不是最优设计，往往会增加设备配置成本，造成投标报价偏高，但却是最符合当地控制习惯和理念的，在操作层面上来说，对当地机组运行也是更为安全的。因此，在网络组态的过程中，要充分考虑单系统PLC与整个DCS网络的兼容性，尽力满足招标方对控制方式的要求。但要明确一点，DCS是无法对下层PLC进行完整性的监视控制，故需在下层设置对应的PLC操作站及就地电子间，在成本上应有相应考虑。

为解决此类问题，可对常规辅助车间PLC信息（如IO数量、配置类型、工艺流程类型、工艺容量/产量、冗余性等）采用“卡片”整理，分为化水车间PLC卡片、综合泵房PLC卡片、制氢站PLC卡片等。投标设计时，有针对性地组合“抽取”，以应对PLC控制的要求。

特别的，对于超远距离控制，设置3套控制方案“卡片”，即就地控制方案、光纤通讯控制方案、无线或移动网络控制方案。根据实际情况因地制宜，分项报价，避免投标疏忽。

3）调整FAT范围

针对FAT实现困难的项目，比如涉及到各系统之间接口或配合的测试，在与业主充分沟通的基础上，尽量安排在现场做SAT试验。一方面可以取得招标方的信任，一方面可以节省相应的成本。以SAT代替FAT试验是一种行之有效的手段。但应注意的是，SAT试验之前应就分包商双方的分界及供货提出明确的要求。特别的，对于诸如测试所需的OPC接口机、网闸、网线、HUB、取样口、测试工具等容易造成遗漏的项目要有明确规定。

为避免遗漏，应针对经常遇到的SAT试验分界做专项“卡片”，在设计投标时直接取用，以“卡片”代替经验，减少技术风险。

2.2 投标概算提资准确性风险的对策

提高概算提资的准确性，关键在于各项系统的高效分拆。以尼日利亚QIPP“二拖一”燃机投标的DCS估算为例，首先需要将DCS的IO点数分拆为“2×（常规余热锅炉+补燃系统）+2×5000E燃机+200MW汽机+电气+公用”等几部分来估算（实际拆分时，可先初步规划全厂网络组态图）。

对于主机部分，往往有同等级工程可以参考，这时可采用类似施工图的IO进行替代；对于公用部分，则需要进一步地分拆为“补给水泵房+净水+消防水泵房+化补水+循环水泵房+循环水加药+雨水泵房+燃油泵房+辅助锅炉+黑启动等”，这时候就需要分各公用系统去估算相应系统的IO。对于泵房类的公用系统，可根据泵的数量再行分拆，每台泵系统所对应的IO数量基本相同，“泵的数量×每台泵系统的IO（此项参考以往施工图即可）”即得到泵房类公用系统的最终IO。对于化补水、净水站的IO估算，则需要根据采用的设备数量来确定。每一套阴、阳床及混床、空擦滤池等设备的IO点数是基本相同的，采用“设备数量×各设备的IO点”则大体可得到该系统的最终IO。

将每一个估算的项目进行合理的分拆，再对子项进行分析与估算，最终汇总成为概算的总数量，这对提高热控概算的准确性行之有效。当然，此方法对于仪表数量、电缆总量等的估算同样适用。

值得一提的是，在平常的工作中，可就此类单项分拆做数据积累，成立各分拆的数据卡片。当在投标需要时，就可直接“抽取”使用，大大提高投标工作效率。

2.3 EPC合同执行风险的对策

应对国际标准的偏差，只有做好国际国内标准的对标工作，同时采用英语的思维方式去理解国际标准实际的工程使用情况，不断地积累与深入，并且在工作中善于总结与思考，逐步提高设计的能力。

应对国际咨询公司的审查，需要整个EPC团队优化工作流程，充分吸收海外优秀的设计流程体系，健全设计管理制度：主要在设计提资流程、设计出图模式、设计审查流程、设计审查回复流程、争议解决流程、设计变更流程等几个方面。对于个人层面而言，尽快熟悉审查的文件要求、交互方式并总结出应对的模板和问题处理的流程机制是提高工作效率有效方式。

2.4 设计深度不够风险的对策

对于海外EPC工程而言，热控专业需要设置一套新的图纸目录框架，将施工所必须的设计信息都纳入到图纸体系中去。特别的，热控测点及盘柜的安装方式、热控测点在管道上的实际定位、热控盘柜的现场位置、弱电埋管的走向等是必须着重考虑的内容。同时，采用三维设计软件，减少设计碰撞，加深出图深度，力图与国际设计模式相靠拢是今后设计发展的方向，应加以重视。