國內外火力發電廠設計特點及差異分析

西北電力設計院有限公司 閻欣軍

國內外火力發電廠設計特點及差異分析

西北電力設計院有限公司 閻欣軍

國外火力發電廠設計在設計標準、設計理念、設備、材料及工程管理等方面，與國內工程有不同的要求。有必要對國內外火力發電廠設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、借鑒的經驗和教訓。

合同；設計理念；設計特點；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，國內火力發電廠建設速度明顯放慢，各設計單位和投資方紛紛將目光轉向海外電力市場。但是由于國外火力發電廠設計與國內設計有諸多的不同，使得我們必須花大力氣去適應由此帶來的變化，分析和總結國外電廠的設計非常有必要。

2 國內外火力發電廠設計特點及差異分析

2.1 嚴格按照設計程序

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

2.2 設計周期長

由于國內與國外設計存在著非常大的文化差異，設計過程中對國外的設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節，使得整個工程設計周期比國內同類機組要長，所耗人力也多。

2.3 主廠房布置更多考慮人性化設計

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

2.4 設計理念與國內工程有差異

2.4.1 設計首先要保證人身及設備安全。

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

2.4.2 嚴格執行合同要求。

對于國外項目，只要有偏差就屬于違反合同。有時為了中標，國內總包方在投標階段全盤接受招標書的要求，給后續的設計工作造成了困難。合同簽訂后，常常以國內工程習慣對一些自認為苛刻的合同要求不執行，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計。而外方認為中方已全面接受了招標書要求，當設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點數往往與國內設置的點數不同。這些細節問題，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一時，以外方認為哪個有利就以哪個為準，這樣給設計造成了很多不確定性。

2.5 關于設計標準規范

國外工程面臨的最大問題就是設計標準，國內多年來從設計、制造到調試都有一系列標準規定，且相互配套相互制約形成了完整體系。目前已經有中國電力設計標準與國際標準比較研究的成果，但制造和調試行業在這方面并沒有配套研究，即設計如果采用國際標準，相應的制造業和調試業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習慣進行設計，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 設計深度

國外工程大體分為投標設計、概念設計、基本設計、詳圖設計幾個階段。

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

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

外方對于系統圖，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據的來源，而國內工程因為有許多規程規定支撐，有些數據是套規程規定來的或是經驗數據，設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據出自哪個規范第幾條款或那個輸入資料的備注，每個數據每個公式都有出處。此外計算書數量遠遠高于國內工程，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；廠內潮流計算；開關選擇配合計算；無功補償容量計算；照明計算等計算書。

詳圖深度高于國內工程，比如要求有小管道設計和儀表定位設計要求。

2.7 圖紙確認

2.7.1 國外工程較國內工程設計多了圖紙確認環節，由于我國與外方之間在工業發展水平、標準規范、文化習俗等相差較大，導致在設計理念及諸多方位的不同，直接造成圖紙確認過程中出現了非常多的困難以及制約設計進度的情況。

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，國內總包方為保證現場先施工土建的要求，常要求工藝專業在沒有最終訂貨資料的情況下進行設計假設，工藝專業給土建提供假設設計資料，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 國外工程設計確認難度很大、問題復雜、周期長，設計人員要做全面、細致、充分地考慮和準備，對規程規范等技術標準既要知其然，還要知其所以然，設計人員應不斷地與外方交流溝通，讓其了解設計的意圖，重點向咨詢工程師說明設計流程，設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，否則設計院與廠家圖紙的確認就會形成死循環。

2.7.4 要注意合同的嚴肅性，嚴格遵守合同設計，設計確認就易通過。

2.7.5 充分重視基本設計階段的出圖深度和內容，應根據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計階段的基礎和依據。

2.7.6 詳圖的確認將會牽扯到規范和施工程序，具體細節要與咨詢工程師協商，介紹規范及施工方法，并通過咨詢工程師和施工單位了解當地習慣，做到互相理解，互相讓步，達成共識，順利完成圖紙確認。

2.8 設計指標

國外工程就是按合同執行，在滿足合同要求前提下，沒有必要自行提高設計指標，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計依據，外方在項目文檔管理上一直比較重視，工程開始就會規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。而國內工程在文檔管理上缺乏前瞻性，無統一的文檔編碼規定。

2.10 工程計劃管理

外方通常會設置一個專職計劃工程師，從工程開始到工程設計結束，對所有圖紙進行列表統計，各參建單位全部是圍繞這個清單安排工作，控制進度并隨時發現各環節存在的問題，每周甚至更短時間內更新一次。

2.11 協同設計平臺

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

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，根據三維模型逐項排查閥門和設備檢修空間和通道，必要處增設平臺。

外方對廠區工藝及建構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不同，導致技術方案及經濟評價體系與國內不同，在設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，原則上超發電量所給電價是原電價的一半，但實際執行中超發電價很難兌現，并不是像國內節約下來的電可以通過售電增加收入，設計方案（比如電泵、汽泵方案比較；循環供水系統設計方案等）需要考慮電價體系及國外當地建設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，設計院要針對招標文件提出技術偏差表，在投標澄清時與發標方充分溝通，化解技術標書中的疑難點。如果在投標階段不提出這些問題，將會給后續的工作帶來很大的困難，很多技術條款在以后談判中難以改變。

3.2 設計過程中一定要嚴格按照合同要求

做設計前要仔細閱讀理解合同，關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，在合理范圍內進行精細化設計，對合同中要求的與我們習慣不同的個別章節的理解，一定要與合同其它章節的要求結合起來考慮。

3.3 制定合理設計周期

在設計過程中，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計院制定了非常不合理的工期要求，從我們已經執行的工程看，欲速則不達。比如按大量假定的設備資料提供的設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 加快設備招標工作

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

3.5 確保咨詢工程師和國內業主意見一致

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

3.6 建筑風格與國外環境整體協調

國內設計院設計的國外電廠常常與國內設計風格一致，常常有人說感覺是把國內電廠搬到了國外。整體來說缺乏對國外當地人文環境的了解，所設計的建構筑物從色彩到風格沒有融入到當地環境。在后續國外工程設計中應該強調建筑風格與國外環境整體協調性。

3.7 加強輔助車間三維設計力度

走出國門的國內總包方往往找當地分包商進行施工，這些分包商看不懂管道平面布置二維圖。曾經有個工程循環水泵房工藝管道布置采用二維圖紙，當地安裝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。三維設計進行了這么多年，主廠房設計三維已經基本滿足工程需求，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計力度。

3.8 現有體制應該逐步適應國外工程要求

國外工程設計屬于差異化特殊定制產品，與國內工程設計有較大差別。現有組織機構與開發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，工程中需要協調的事宜多管理成本高，此時強調團隊精神就特別重要，需要拋開傳統的慣性思維，改變原有的設計習慣和設計流程，打破專業界限，各專業間緊密配合完成工作。

3.9 加強國外工程中出現的新工藝，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流行的新技術研究。一般所做的國外工程外部條件情況復雜，煤質差。在東南亞、土耳其一帶的煤質屬于超高水份褐煤，在技術路線上選擇有煤干燥、300MW等級塔式爐、風扇磨等，國內不太常用。對于高地震烈度地區的電廠招標文件出現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了設置水輪機回收能量的技術方案要求。碰到此類問題因為沒有技術儲備往往顯得力不從心。

3.10 加強對國際規范及基本功的學習

國內設計院對國際標準學習理解不夠，細節上不清楚，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計院的能力表示懷疑，因此要加強基本功學習。

3.11 設計人員相對固定

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，在制定設計方案時會多方面考慮，有利于項目執行。

3.12 弄清楚設計院的優勢和劣勢

弄清楚我們在國外項目設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主說不？而我們不能，首先要有足夠的資本，比如必須在國內有知名度，熟悉國際標準規范，所掌握的技術在國際市場能站穩腳跟，多年來的設計經驗能與國外大公司競爭等。

3.13 注重軟件配置

咨詢工程師非常看重設計手段，對于不確定的設計方案或常規需要出計算書的設計、設備選型都要通過理論計算來驗證設計的正確性。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計，可以起到事半功倍的作用。

3.14 加強危險區域確定及相應電氣設備選型工作

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

4 結束語

國內設計院走出國門十幾年，積累了大量國外工程經驗，也充分認識到我們與國外設計的差距，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，還需要我們在設計中不斷總結不斷提高。