國際電站EPC工程熱控系統設計管理經驗探討

上海電力建設有限責任公司 彭敏進

EPC 工程模式中設計管理工作直接影響項目使用功能、項目投資、項目建設進度以及現場施工便利性和可行性。約60%工程費用是通過設計所確定的工作量進行實施的，故工程設計成果直接制約了項目投資。雖然設計費在工程總承包中的比重很小，但設計方案的經濟性直接確定了項目投資和后續項目施工工期問題，因此設計管理是電站EPC 工程龍頭。

熱控設計管理前期經驗教訓

一、合同簽訂技術條款存在的風險

許多是設計理念或說是習慣不一樣造成。EPC方往往沒有充分認識到，由于不同國家間的體制、標準、文化、理念等不同，不可避免對承包商帶來風險。但也要自信，火電設計、建造理論和實際方面中國都是領先的；國外工程招標書/合同往往達到了初步設計深度，對各個系統的設置及方案都有非常詳細明確的要求。設計標準往往超出常規要求。簽訂合同前，應盡可能將執行標準、方案配置、供貨界限、接口及進度等問題解決，并清楚寫入合同。業主往往利用中方對國際標準不熟悉放入很多超常規的要求，帶來過度設計風險；業主在合同中及規范書中同一個問題沒有集中統一描述，而是分散到不同對方，不能引起我方充分注意，容易造成遺漏或者略，前后有矛盾的地方、解釋權也在業主，對我方很不利。

案例一。合同中規定：振動監視系統（VMS）用于監視、分析全廠重要輔機振動。“作為最低要求，需要進行振動監測的設備如下所示：1）汽輪發電機；2）凝結水泵；3）給水泵；4）海水冷卻泵；5）引風機。6）一次風機；7）送風機；8）磨煤機；9）碎煤機（如果制造商要求）；10）滾軸篩（如果制造商要求）”——與中國規范理念一致。但在另外兩個規范書寫到“原則上，任何電機額定功率大于185千瓦（250馬力）的任何旋轉設備，都將配有振動監測儀器儀表”，在執行過程中業主工程師揪住此條款不放，導致全廠范圍需安裝振動監測設備大大超出預期，變為了19個轉動設備及其電機。今后的投標應盡量避免原則性的這種話語，在合同中應盡量明確范圍界限。

案例二。PLC 與DCS 接口：合同中多處規定本項目輸煤、除塵器、CEMS 等系統要使用PLC 來進行控制并與DCS 要進行通訊并監測。另外，其他控制“某些就地系統和設備,也可以使用PLC。”但業主在《763100 DCS》1.5.2中規定，所有PLCS 都要有報警并將所有的信號和畫面通訊到DCS，且要提供所有維護和調整需要的軟硬件。根據中國常規設計經驗，PLC 控制有兩種大的范圍概念：一種是對一個小系統的控制PLC，形式如同DCS 帶I/O 卡等；另外一種是不重要的單個設備的就地控制PLC，如同就地控制柜。某電廠合同沒有將單個就地設備的PLC 定義好：作為和設備一體的黑匣子或就地控制箱，因一個單詞“PLCS”(ALL PLC)導致目前執行困難，很難滿足業主的以上要求，時至今日都解決不了。全廠統計涉及的PLC 目前有176套。

案例三。投標時已發現的問題沒有堅持更正，想到執行階段再解決。業主在S 表和儀表規范書里規定了變送器的唯一品牌羅斯蒙特不說，還指定了3051S（精度0.025%）這種最新型號，這是違背招標規定的起碼三家短名單的原則。精度高3倍、價格也貴3倍，使用了實驗室標準表級別。VMS 振動監測系統業主也是指定了唯一的品牌和型號——本特利VM600振動監測系統；某電廠項目《731100 60Hz》1.3.7中規定：位于室外和有可能變濕/潮濕的室內區域（諸如設施范圍內的水處理和化學加藥區）的所有電氣外殼，應當按照NEMA 6-6P（IP67）的要求進行設計，執行困難；熱控計算機信號電纜使用1.5mm2，明顯錯誤、端子接不下，后DCN 澄清使用1.0mm2，業主雖同意但扣款100萬左右。

總承包商應特別注意合同協議書中提綱挈領的內容與后面的合同內容的前后一致性，避免出現前后矛盾的情況，從而為EPC 總承包商帶來不必要的風險和損失。業主認為在合同中附件A“工作范圍”的級別高于相關規范書，因此要求按此執行：為每一個泵、風機系統按以上8條執行。經過會議對每張相關圖紙激烈討論，業主只是略微進行了個別讓步，減少了一些不好安裝的三冗余，但起碼需二冗余以上的保護信號，設計院修改圖紙清冊，不是按FIDIK 條款簽訂的合同。

二、國際規程規范與中國規范不同帶來的風險

國際標準最初沒有成熟的翻譯文本,再加上技術人員對國際標準某些細節不清楚，理解困難和翻譯滯后，往往會使一些技術問題無法及時發現。國際項目時常面臨跨專業的綜合性技術問題，而我們的設計專業分工較細，每個專業技術人員知識范圍有限，遇到與相關專業的搭接問題時往往不能及時形成統一的方案，影響了綜合性技術問題的及時解決。

案例四。業主對電纜的技術規范完全按美國標準要求，當時就根本沒有發現很多細節上與IEC標準是不同的。電纜規范書按美標電纜規定的非常細：絕緣層的材料、絕緣層的厚度、電纜銅芯的直徑，控制電纜、信號電纜屏蔽層材料、屏蔽層的厚度,電纜芯線采用多股軟心及其壓實度等，與中國標準（參照IEC 標準）是完全不同的，特別是耐火試驗和IEC 標準要求是不一樣的。阻燃試驗使用美標：“本協議項下提供的所有現場裝配的設施電纜產品，其額定值應當滿足并通過ICEA T-29-520（210,000英熱單位/小時）垂直橋架燃燒測試”，其實是接近IEC 標準中的阻燃A 級產品，比我們國內常用的IEC 標準中的阻燃C 級產品價錢要貴15%。

案例五。業主在管道規范1.9.1.3 Adapters 規定：2英寸（50毫米）及以下支管連接件（接管座）應符合MSS-SP-97，并且采用特殊補強焊轉接管Bonney 或等效產品。后來請教了華東院的老專家才知道，這是專門用于壓力容器接管座的美國行業標準、比ASME 更嚴格，國內廠家少有計算書，所以只能使用美國Bonney 產品，價格較高。

三、執行過程中的經驗教訓

在簽訂分包合同時，應將主合同中的相關條款都清楚地列在分包合同中、不要漏項，確保各分包商能提供滿足主合同要求的設備及服務，規避項目風險。要先拿出足夠的時間消化合同文件，并將合同中特殊要求逐項列出并進行評審及宣貫。但大部分分包商、特別是小型企業，來簽技術協議的人和實施的人往往不是同一批人（甚至是商務人員多數），導致執行時還是按老習慣設計、供貨。

案例六。業主合同規范規定：控制電纜在要求使用多股軟線、不能使用單芯硬電纜線，和中國的習慣不太相同，許多外圍EP 廠家（包括艾默生）供貨硬芯電纜，監造也不注意，造成了供貨到現場被拒絕使用，要求補供。

案例七。一次風測量裝置，合同短名單及PO業主要求進口產品阿牛巴（精度高），但國內經驗使用國產改進型的矩陣式風量計（精度底）效果更好。業主堅持使用阿牛巴，在使用過程中，由于安裝直管段要求苛刻導致好幾臺磨一次風量測量不準甚至趨勢相反，最終為了調試進度我們建議使用矩陣式風量計更換，效果很好業主還找我們要備品，我們找他要CO（change order），最終互相妥協，其實如果有時間這個事件完全可以拖著，要到業主CO再動作的。

案例八。設備產品的服務期限問題：PI 系統是將DCS 實時數據轉化為運行管理決策的關鍵信息，使其成為業務系統中整合的重要智能化信息。最大賣點是其分析軟件及其技術支持由DCS 廠家艾默生成套，艾默生簽訂合同是根據里程碑進度簽訂服務期是到2020年10月到期，但由于COD 時間延遲導致服務期限過期，新的服務需要27萬美金，業主要求艾默生支付、艾默生拒絕，提出由艾默生自己來服務。此案例提示我們國際工程完工時間往往比預計的會長，一些服務合同生效及服務相對期限應有保護性的條款或有折衷的補救措施。

值得中方學習的國際工程設計管理經驗

國際工程設計管理領域業主很多方面還是值得我方學習和借鑒的，如：對國際規程熟悉、對合同研讀仔細，對廠家圖紙（DWR）的管理、對設計接口仔細核對、對FAT 的認真態度等等。

案例九。DCS 的設計及FAT 流程：業主相當重視，設計之初就從I/O 提資，控制說明抓起；FAT時派出了運維為主強大的驗收隊伍，對流程要求相當高：所有DCS 的硬件、軟件以及第三方通訊功能，都必須在實驗室如實完成并滿足設計圖紙和廠家控制說明的需要；FAT 時候，要完全模擬電廠運行條件進行硬件和軟件的試驗，不允許在現場邊調試邊改動邏輯和程序，將設計的問題解決在實驗室而不是現場。按業主認可的格式編寫控制說明27份，提交PID 及I/O 清冊，并得到了業主工程師的審批。

DCS 的設計及FAT是整個電廠的重中之重，牽涉到全廠各專業的控制過程和控制邏輯保護等，業主每月、每兩周、每周盤點提資情況，排計劃；DCS 邏輯組態要完全按照廠家和設計院的控制說明進行。與國內基本只是完成硬件測試，軟件和通訊到現場再調試的理念有非常大的區別，個別工程DCS 的FAT 試驗花了近7個月才完成。因此熱控專業吸取教訓，我們提早開始組織廠家；按此要求和邏輯再對DCS 繼續組態編程，并在恰當的時候分別安排進行了4個典型系統化水、FGD 等的預FAT，磨合了業主驗收團隊的關系，雙方的理念得到了充分理解和溝通。致使最終正式FAT 共花了兩個月時間就完成，并很好滿足了現場受電和化學出水的進度要求。

案例十。業主工程師對合同掌握的非常細致，對接口和FAT 管理非常認真。中方相比較就要有差距，一些接口管理存在傳統性無人管理：暖通系統與電熱專業的、消防專業接口無人管理，電二與熱控之間的職責范圍不清，暴露在那么細致的國際工程中漏項設計更多，如陰極保護，合同明確寫了要進入DCS 監控，設計院水工、電二、熱控互相扯皮推諉，連KKS 碼都沒有。

協商、溝通：和業主溝通，要事先熟讀合同并準確理解其技術要求的情況下實事求是陳述問題，不能抱著投機取巧，甚至欺騙業主、蒙混過關的態度去說服業主，如在技術細節上準備不足難以提出充分的論據，容易給業主和咨詢師造成不認真履約的不良印象，更不容易相信中方的方案。充分掌握并熟悉合同內容是溝通的首要前提；以誠相待、建立良好的互信是溝通的基礎，加強中國規范的推出。

案例十一。合同規定：儀表管路均采用卡套安裝方式，且為了確保安裝質量必須使用國際名牌PARKER 卡套接頭，價錢很貴且不適用中國式施工。熱控專業從ASME 標準、國內標準、超臨界機組以及安全風險等多方面出發說服業主，使用焊接工藝并通過DCN 獲得批準。

案例十二。儀表布置采用儀表架設計代替儀表保護箱方案。業主合同要求使用就地儀表控制/保護箱的話有很高的IP 等級及防腐要求，須采用進口品牌，據了解其報價高達5000多美元一個。在設計過程中熱控專業積極與業主溝通，從儀表防護等級已是IP65、巡檢的便利性等方面出發說服業主采用帶鋁合金防護罩的露天儀表架設計方案，避免使用儀表保護箱。

案例十三。煙氣連續監測（CEMS）信號及其CCTV 運行圖像送菲律賓環保部。EPC 合同規定：與健康、安全和環境保護有關的所有設備、系統和工程必須符合菲律賓所有現行適用的法律法規和規范/標準。菲律賓DENR（環境和自然資源部）于2017年6月6日發布，并于2017年6月22日生效的法律文件規定：“Online Transmission of Data from Continuous Emission Monitoring System(CEMS)and Closed Circuit Television(CCTV)of Major Industries”業主按政府部門要求要我方根據EPC合同規定，將此信號（CEMS 信號及其CCTV 運行圖像）送到相關政府部門網站。我方回復表示：我方于2015年10月簽署的EPC 合同范圍不應包括該部分內容（當時環保部并未頒布此文件），因此對于EPC 方有額外的成本業主需要向EPC 提交一份CO請求。最終業主同意了CO。

案例十四。循環水進出水流量及排水海域溫度測量。業主最初根據菲律賓環保部的最新法律規定及要滿足“水平衡”的規定，要求我方對直徑DN3000的4根循環水進出水管流量進行測量，并對排水海域進行多點溫度測量，我方回復此工作不在合同范圍，且循環水流量可通過計算得出。最終業主同意給CO,我方幾個專業聯合協作為業主做了大管徑超聲波流量計方案和無線海水測量溫度方案。

總而言之，EPC 工程總承包模式正成為建設模式的發展方向。我國電站EPC 總承包商主要從設計院或施工總包單位轉型過來，在對EPC 總承包項目的設計管理水平參差不齊，還有待提高。要切實發揮EPC 工程總承包模式的優勢，必須轉變觀念，結合項目實踐對設計管理做進一步深入研究，通過完善設計管理體制、提高設計人員綜合素質、加強設計同采購及施工現場的銜接，才能進一步做大做強做精EPC 業務。總結經驗教訓，在今后的國際EPC項目管理中可有效的避免風險，減少整個項目的設計管理周期，在前期就可以把可能發生的大量問題規避掉，以此避免對后續施工所產生的影響。