海外EPC發電工程熱控設計技術質量管理風險識別與對策

林振敏

（中國能源建設集團 江蘇省電力設計院有限公司，南京 211102）

0 引言

近年來，公司先后投標或設計涉及菲律賓、印尼、巴基斯坦、尼日利亞、伊朗、埃及等多個海外國家的EPC發電工程項目，積極參與到國家“一帶一路”重要戰略中，跟隨國家能源市場發展的大趨勢，從國內走向國外，不斷加大市場開拓力度，旨在打造海內外一流品牌效應。

設計企業作為工程項目的“領頭羊”，具有得天獨厚的市場優勢[1,2]。在合理設計的前提下，不斷提高總包管理水平，就能夠有效降低EPC項目的投資及建造成本；充分利用人才優勢，不斷積累實踐經驗，加快建設與國際市場相適應的技術質量管理制度，就能夠更快更好地走向國際；依靠不斷的設計優化，吸收國外的設計理念，熟悉國外的圖審流程，深化設計圖紙，消除依靠施工單位二次設計的痼疾，就能夠更快地與國外咨詢公司接軌[3]。

然而，優質工程的實現，首先依靠的是過硬的設計質量。本文根據公司近些年來的海外工程經驗，整理出海外EPC發電工程熱控專業一些典型的技術質量風險，并提出相應的風險應對對策，旨在降低EPC工程的實施成本。

1 海外EPC發電工程熱控設計技術質量風險識別評價

1.1 技術風險

海外EPC發電工程熱控專業的技術風險主要來自于國際與國內招標文件中工程范圍及理解的偏差。

1）熱控工作范圍的變更

海外EPC的招標文件中，屢屢提及以下內容但卻可能并未提出詳細的要求：

◇ 配置一套氣象站系統。

◇ 提出Hg測量、連續空氣質量、連續水質監測、連續噪聲監測。

◇ 現場試驗儀表。

◇ 安防一體化聯動。

◇ 火災報警的NFPA美標設計與產品認證。

◇ 專用的跳機ESD系統。

◇ 鍋爐的燃燒管理系統BMS。

◇ 資產管理系統。

◇ 廠區鳴笛（報警）系統。

◇ PI系統。

◇ LAN系統。

不同國家及地區都有其各自的技術慣例與做法，對于配置的需求也都不同，但是在投標過程中，很難弄清楚該國特有的慣例，更難以獲得當地電網或環保部門專門的需求文件，這將導致設備配置以及設備成本的巨大偏差，不光降低了成本核算的準確性，同時為后期EPC工程的執行留下了巨大的隱患。

2）PLC（Programmable Logic Controller）與DCS（Distributed Control System）的選取

招標文件往往會要求主機系統采用DCS控制，化水或水工區域采用獨立的PLC控制等。這些與國內的做法往往存在差異，招標方的要求是一種非主流且增加成本的方式，甚至有時候會是違反國內規程的要求，但也許卻是符合當地市場或習慣的。另外，對于廠外超遠距離設備，如儲灰場、取水泵站等的控制要求應提高重視程度，基于無線或移動網絡的方案在當地也許無法實行。EPC方在設計或投標時，如果沒有充分考慮到上述控制系統的偏差，將會給工程帶來災難性的后果。

3）FAT（Factory Acceptance Test）的范圍

海外招標方有時候會對熱控FAT的范圍具有非常執著的要求。特別的，對于燃機工程，招標方有時會執著地要求DCS廠商負責DCS與燃機控制系統GTCS及汽機控制系統STCS之間的通訊FAT試驗，而燃機制造商與汽機制造商是不可能同意將其相應的控制設備發貨到DCS制造商的工廠內再進行試驗的。對于這種情況，EPC方提出合理有效的解決策略，并充分與業主溝通就顯得至關重要。

1.2 投標概算提資準確性的風險

在熱控的概算中，DCS系統、安防聯動系統、火災報警系統、儀表成套以及標書要求的特殊項目，比如專用ESD跳機系統、資產管理系統等，其費用跟隨工藝系統的變化、廠區布置的變化、配置的變化、業主的功能需求以及品牌的變化有著極大的差異[4]。只有拿到明確的系統流程及廠區布置圖，確定好產品層次，充分理解業主的需求，才能給出較為可靠的價格。然而，投標這個階段是很難做到如此巨大的工作量投入的。

除去設備層次的偏差，安裝材料的不準確是概算偏高的主要原因，特別是電纜、儀表閥門、橋架、保護管等項目。因受工程場地、設備數量等的影響，即使同類型機組之間的安裝材料也存在著較大的差異，因此在投標階段提高安裝材料數量的準確性成為取得投標優勢的一大關鍵。

1.3 EPC合同執行的風險

本文認為執行階段的風險主要來自兩個方面：即國際標準的差異以及國際咨詢公司審查思路的不同[5]。由于設計人員對國際標準理解深度不夠，設計圖紙上會存在很多套用國標的情況，這將給EPC交付工作帶來很多困難。另外，國際咨詢公司有其較為體系化的設計流程，各階段需要設計人員提供不同層次和內容的資料以供審查。由于國內國外體系的差異，設計人員光準備審查材料便疲于應對，更遑論實際圖紙的設計。

1.4 設計深度不夠的風險

國內設計單位的圖紙往往需要在現場經過施工人員的二次深化后，才能付諸施工[6]。對熱控而言，儀表測點的定位、儀表實際的安裝方式、儀表導管的布置、就地盤柜的定位、弱電埋管的走向及安裝等都需要現場根據實際情況確定。而海外的施工單位因其長期采用嚴格照圖施工的工作模式，往往并不具備二次設計能力，故而使EPC工作舉步維艱。

2 主要技術質量風險的對策

2.1 技術風險的對策

1）應對熱控工作范圍的變更

首先，根據合同明確熱控專業的工作內容。當然，因熱控專業是服務于所有工藝專業的，所以要從合同中各工藝部分的描述中，分門別類地歸納出熱控專業所有的工作范圍。

其次，應將各項熱控設備做成卡片式的說明文檔。比如就氣象站而言，此文檔中應有氣象站的介紹、氣象站的常規測量項目、氣象站的探頭選型及配置、氣象站的設備簡圖、氣象站的可選測量項，以及氣象站集成商品牌推薦。再遇到標書中計列氣象站又無明確要求時，將此卡片文檔“抽出”，既高效又能較好滿足招標方的需求。

2）選取PLC與DCS

控制方式的選取最重要的原則應該是符合招標方運行人員的控制習慣，而不是現行主流配置或者設計上的便捷性。

目前，國內機組主流的控制方式是采用全廠DCS分散控制，而菲律賓、印尼、巴基斯坦等一些國家的控制理念發展相對落后，廠區經營管理模式也相對粗放，常常提出輔助區域設置獨立的區域控制室并采用獨立的PLC系統進行控制的要求。雖然此種要求不是最優設計，往往會增加設備配置成本，造成投標報價偏高，但卻是最符合當地控制習慣和理念的，在操作層面上來說，對當地機組運行也是更為安全的。因此，在網絡組態的過程中，要充分考慮單系統PLC與整個DCS網絡的兼容性，盡力滿足招標方對控制方式的要求。但要明確一點，DCS是無法對下層PLC進行完整性的監視控制，故需在下層設置對應的PLC操作站及就地電子間，在成本上應有相應考慮。

為解決此類問題，可對常規輔助車間PLC信息（如IO數量、配置類型、工藝流程類型、工藝容量/產量、冗余性等）采用“卡片”整理，分為化水車間PLC卡片、綜合泵房PLC卡片、制氫站PLC卡片等。投標設計時，有針對性地組合“抽取”，以應對PLC控制的要求。

特別的，對于超遠距離控制，設置3套控制方案“卡片”，即就地控制方案、光纖通訊控制方案、無線或移動網絡控制方案。根據實際情況因地制宜，分項報價，避免投標疏忽。

3）調整FAT范圍

針對FAT實現困難的項目，比如涉及到各系統之間接口或配合的測試，在與業主充分溝通的基礎上，盡量安排在現場做SAT試驗。一方面可以取得招標方的信任，一方面可以節省相應的成本。以SAT代替FAT試驗是一種行之有效的手段。但應注意的是，SAT試驗之前應就分包商雙方的分界及供貨提出明確的要求。特別的，對于諸如測試所需的OPC接口機、網閘、網線、HUB、取樣口、測試工具等容易造成遺漏的項目要有明確規定。

為避免遺漏，應針對經常遇到的SAT試驗分界做專項“卡片”，在設計投標時直接取用，以“卡片”代替經驗，減少技術風險。

2.2 投標概算提資準確性風險的對策

提高概算提資的準確性，關鍵在于各項系統的高效分拆。以尼日利亞QIPP“二拖一”燃機投標的DCS估算為例，首先需要將DCS的IO點數分拆為“2×（常規余熱鍋爐+補燃系統）+2×5000E燃機+200MW汽機+電氣+公用”等幾部分來估算（實際拆分時，可先初步規劃全廠網絡組態圖）。

對于主機部分，往往有同等級工程可以參考，這時可采用類似施工圖的IO進行替代；對于公用部分，則需要進一步地分拆為“補給水泵房+凈水+消防水泵房+化補水+循環水泵房+循環水加藥+雨水泵房+燃油泵房+輔助鍋爐+黑啟動等”，這時候就需要分各公用系統去估算相應系統的IO。對于泵房類的公用系統，可根據泵的數量再行分拆，每臺泵系統所對應的IO數量基本相同，“泵的數量×每臺泵系統的IO（此項參考以往施工圖即可）”即得到泵房類公用系統的最終IO。對于化補水、凈水站的IO估算，則需要根據采用的設備數量來確定。每一套陰、陽床及混床、空擦濾池等設備的IO點數是基本相同的，采用“設備數量×各設備的IO點”則大體可得到該系統的最終IO。

將每一個估算的項目進行合理的分拆，再對子項進行分析與估算，最終匯總成為概算的總數量，這對提高熱控概算的準確性行之有效。當然，此方法對于儀表數量、電纜總量等的估算同樣適用。

值得一提的是，在平常的工作中，可就此類單項分拆做數據積累，成立各分拆的數據卡片。當在投標需要時，就可直接“抽取”使用，大大提高投標工作效率。

2.3 EPC合同執行風險的對策

應對國際標準的偏差，只有做好國際國內標準的對標工作，同時采用英語的思維方式去理解國際標準實際的工程使用情況，不斷地積累與深入，并且在工作中善于總結與思考，逐步提高設計的能力。

應對國際咨詢公司的審查，需要整個EPC團隊優化工作流程，充分吸收海外優秀的設計流程體系，健全設計管理制度：主要在設計提資流程、設計出圖模式、設計審查流程、設計審查回復流程、爭議解決流程、設計變更流程等幾個方面。對于個人層面而言，盡快熟悉審查的文件要求、交互方式并總結出應對的模板和問題處理的流程機制是提高工作效率有效方式。

2.4 設計深度不夠風險的對策

對于海外EPC工程而言，熱控專業需要設置一套新的圖紙目錄框架，將施工所必須的設計信息都納入到圖紙體系中去。特別的，熱控測點及盤柜的安裝方式、熱控測點在管道上的實際定位、熱控盤柜的現場位置、弱電埋管的走向等是必須著重考慮的內容。同時，采用三維設計軟件，減少設計碰撞，加深出圖深度，力圖與國際設計模式相靠攏是今后設計發展的方向，應加以重視。

3 結束語

為有效控制海外EPC工程的風險，從投標到設計執行到施工都必須把精細化管理放在首位，力圖提高設計準確性，降低設計技術質量風險。設計單位作為揚帆出海的一員，應該充分系統地吸收海外先進理念，保持學習的心態，為生產轉型提供有力的支持。