余热发电成套技术关键事实标准及其体系研究与工程应用示范

冯帅

余热发电成套技术关键事实标准及其体系研究与工程应用示范

冯帅

针对我国水泥窑余热发电成套技术在海外项目推广中遇到的标准瓶颈问题，课题组织大量行业调研与专家会议，研制水泥窑余热发电成套技术标准体系和关键技术标准，为水泥窑余热发电成套技术项目“走出去”配套完整体系的技术标准支撑。开展水泥窑余热发电标准体系、关键标准、比对手册在海外水泥窑余热发电工程的试点示范应用，实现我国技术标准对海外余热发电贸易项目的技术主导作用。

余热发电；水泥工业；事实标准；标准体系

近年来，随着我国全球化战略的全面推进以及在全球政治、经济地位的大幅提升，我国优势行业、优势技术和优势装备“走出去”的步伐越来越快，许多行业以各种方式进入到了国际资源、社会服务、基础设施建设等更高端、更敏感的领域。目前，成套技术出口已经成为我国国际贸易的一个重要支柱，而且具有强劲的发展势头。但是我国优势技术在“走出去”时却遇到了严重的“标准”瓶颈，一是我方提供的标准不配套、不齐全，二是我方提供的中文标准得不到外方业主的认可。造成这种局面的原因，一是目前一些优势领域技术的标准体系还不完善，一些关键技术标准尚未制定；二是出口企业实际执行的已有的国家或行业标准没有官方英文版本，没有上升为国际性标准或者形成区域内的事实标准，而且我方已提供标准中的许多技术内容缺乏国内外水平对比，国外业主无从了解标准的水平，自然也难以认可。

针对出口企业和技术面临的实际困境，在“十二五”科技规划和《质量发展纲要（2011～2020年）》的指导下，依据市场导向、重点突破、促进贸易等原则，本课题选择我国具有技术优势和良好国际市场前景的水泥窑余热发电成套技术，开展相关国家标准和行业标准转化为国际贸易事实标准、有关中外标准比对揭示、试点示范和推广模式等方面的研究，推动水泥窑余热发电成套技术关键标准转化成为国际贸易的事实标准。通过创建区域合作标准或双边互认标准开创中国标准国际化的新途径，为解决我国标准国际化程度不高，制约成套技术出口的瓶颈问题提供示范，实现中国产品、中国技术及中国标准的同步“走出去”，增强传统产业可持续发展的能力，以科研为基础助推技术出口，以科技为平台助力标准走向国际，为我国产业转型和国际贸易发展提供重要支撑。图1为课题总体路线图。

图1　课题总体路线图

1　关键技术标准研制

研制水泥窑余热发电成套技术标准中的关键技术标准，为水泥窑余热发电成套技术项目“走出去”配套技术标准支撑。

根据项目总承包的流程，水泥窑余热发电技术标准体系中的关键标准主要涵盖三大方面：一为设备标准，由于水泥窑余热发电的工艺与常规火力发电不同，其利用水泥窑烟气换热进行发电，取热装备没有炉膛的燃烧过程而只有换热装置，因此余热锅炉具有特殊性。设备标准主要针对取热环节的关键装备余热锅炉，本课题目标为编制《水泥窑余热利用装备技术条件》。二为设计标准，设计标准涵盖工艺、电气、水工、土建与总图等各个专业。在课题研究之前，课题组已提前完成GB50588-2010《水泥工厂余热发电设计规范》的编制与发布。三为施工与验收标准，涵盖余热发电的土建施工、设备安装、电站调试等全过程的标准化操作流程、质量控制等条例，课题目标为编制《水泥工厂余热发电工程施工及质量验收规范》。

课题收集、整理与分析水泥窑余热利用装备和已建水泥工厂余热发电工程施工与验收过程、操作流程、质量控制、制度规程等资料；测试与验证标准中关键的热力参数，确定与编写行业标准《水泥窑余热利用装备技术条件》和国家标准《水泥工厂余热发电工程施工及质量验收规范》。

《水泥窑余热利用装备技术条件》规范了水泥窑余热利用工程中余热资源利用装备的技术条件，内容包括：余热资源的确定；配套余热锅炉参数和型号的确定；锅炉设计的技术要求；配套辅机及附件的要求；检测与监控仪表及装置的配置要求；制造要求；油漆、包装、标志和随机文件；安装和使用要求；验收以及质量责任。该标准将为水泥工厂余热发电提供先进、适用、经济、可靠的标准化装备的技术条件。

《水泥工厂余热发电工程施工及质量验收规范》针对新建或改扩建的水泥工厂生产线增加余热发电分支系统，提出了合理的施工与验收规范，为水泥工厂余热发电工程提供了切实可行的施工与验收标准依据。基本内容框架包括：施工准备和配合；余热锅炉以及附属管道和设备的安装与验收；烟风管道的安装、连接、绝热、保温与验收；汽轮机设备及系统的安装；汽轮机发电机组的调试、启动、试运行；管道安装、清洗、验收；焊接材料、工艺、焊后热处理、测量检查、质量标准；热工施工、安装、检测、调试、验收；电气设备及系统；水处理工程施工与验收；建筑工程施工与验收；整套发电工程的启动和调试。

图2为关键技术标准研制路线图。

GB50588-2010《水泥工厂余热发电设计规范》、JC/T 2258-2014《水泥窑余热利用装备技术条件》、GB51005-2014《水泥工厂余热发电工程施工及质量验收规范》三项核心标准的研制与颁布在国际上具有创新性，国内外都还没有针对性非常强的水泥行业余热发电相关标准规范。

2　余热发电技术标准体系研究

针对水泥窑余热发电成套技术标准体系不完善、标准不配套、不完整等问题，系统研究并构建覆盖装备、工艺、系统等层面的支撑水泥窑余热发电成套技术出口的综合性技术标准体系；构建以法律、法规和强制性标准为依据，以自愿性标准为主体的标准体系；构建以中国标准为主，并采纳国际标准、发达国家先进标准、先进企业标准的成套装备及技术出口标准体系。

技术标准体系属于应用体系，立足于实现高质量国际成套工程总承包，是包括技术标准和管理标准的标准体系。标准体系的完整性、安全性、可靠性、先进性、包容性、适应性体现在以下方面：标准体系包括国际标准、区域标准、国家标准、行业标准、企业标准等，应以中国标准为基础，但必须进行中外相关技术标准比对揭示。为确保标准体系的先进性和可靠性，应采纳先进的国外标准或采纳标准中相关的条款项。标准体系应包括涉及工程建设的质量、安全、卫生、环境保护的强制性标准，具有涉及国家主权法律的属性，必须进行中外相关国家强制性标准的比对揭示，提出对不同国家强制性标准的版本管理，确保标准体系对项目市场国的包容性、适应性，并为双边互认、区域合作扫清法律障碍。标准体系对涉及到安全、环保、减排的指令条文，应有明确的解决和跟踪方案。

针对不同国家和地区市场的标准体系应有不同的解决方案。应了解国际咨询商的技术标准架构，了解双边互认、区域合作方的技术标准架构思路，对业主提出的特定标准要求应提供解决的办法。为适应社会发展和技术进步，标准体系应有动态的调整过程，应有“标准体系”的基础文本和升级版本。

水泥窑余热发电成套技术标准体系基于工程总承包应包括：技术标准体系、管理标准体系、商务合同文本、国内外标准对比分析四大部分内容。图3为水泥窑余热发电标准体系框架图。

通过对水泥窑余热发电成套技术系列标准进行归纳、整理与分析，按照管理与技术两大类（技术部分同时包括装备、工艺、系统、设计、安装、施工与验收等），构建水泥窑余热发电成套技术标准体系。最终完成包括法律法规、管理标准、技术标准、采购标准、后期服务标准、工程经济标准、经济运行标准等工程总承包标准约1 070条，编写完成了支撑水泥窑余热发电成套技术出口的综合性技术标准体系文件。

图2　关键技术标准研制路线图

图3　水泥窑余热发电标准体系框架

3　水泥窑余热发电成套技术标准应用示范

针对制约水泥窑余热发电成套技术出口的我国标准国际化程度不高等问题，组织水泥窑余热发电成套技术标准及其体系在海外工程项目的应用示范；跟踪试点示范应用效果，及时发现总结技术标准体系中标准以及规范性文件中可能存在的适用性和时效性问题，进一步补充和完善水泥窑余热发电成套技术标准体系；建立“水泥窑余热发电成套技术标准国际应用试点数据库”，为探索和推广我国优势成套技术标准成为国际贸易事实标准、促进我国优势成套技术的国际贸易的发展积累基础信息资源，为与水泥窑余热发电成套技术出口相关的设计、制造、工程施工和运行维护等企业提供服务，实现我国技术标准对海外余热发电贸易项目的技术主导作用。

三项水泥窑余热发电核心标准连同整个中国发电标准体系通过海外工程总承包项目一起进入海外市场，被大量海外业主接受并逐渐被海外行业接受，进而成为海外项目中的事实标准。因此，成为事实标准的关键是依托海外项目，通过项目开展实施的全过程，逐步让业主接受中国标准，这是一个不断交流、理解、认可并接受的过程。课题组与国外业主进行了标准内容的论证与解释；针对标准中双方存在矛盾的参数或条款进行计算分析或测试验证；根据计算或测试结果，提出参数偏差表；带领国外业主到已采用事实标准的项目现场进行参观与考察；将关键事实标准写入海外水泥窑余热发电工程项目合同。项目执行过程完全按照事实标准内容进行，最终得到业主的全面认可，拿到业主的项目关闭认可PAC文件，证明事实标准能完全应用于海外项目中。图4为成套技术标准应用示范路线框架图。

图4　成套技术标准应用示范路线框架图

4　课题成果与效益

通过近4年的研究工作，课题取得了如下丰硕成果：

（1）完成《水泥窑余热发电技术标准体系》并应用于海外水泥窑余热发电工程。

（2）完成GB51005-2014《水泥工厂余热发电工程施工及质量验收规范》的标准制定并发布。完成标准对应英文版的翻译工作，已向国家相关部委申报正式发布英文版。

（3）完成JC/T 2258-2014《水泥窑余热利用装备技术条件》的标准制定并发布。完成标准对应英文版的翻译工作，已向国家相关部委申报正式发布英文版。

（4）三项核心标准GB50588-2010《水泥工厂余热发电设计规范》、JC/T 2258-2014《水泥窑余热利用装备技术条件》、GB51005-2014《水泥工厂余热发电工程施工及质量验收规范》已被海外超过50%的余热发电业主接纳采用，成为行业的事实标准。

（5）完成在土耳其NUH水泥厂余热发电工程和阿联酋Fujairah水泥厂余热发电工程的示范基地应用。

通过本课题的研究，在海外项目水泥窑纯低温余热发电成套技术和设备订购合同中，我国标准使用份额≮50%。成套技术标准的使用将有效解决现存的成套技术出口瓶颈问题，消除优势技术出口的主要障碍，直接支撑水泥窑余热发电成套技术出口，支持我国优势技术的规模化贸易，也为其他相关技术和标准的同步走出去探索出全新的工作模式和机制，促进我国优势技术的全方位国际突破。

本课题的经济与节能减排效益也十分显著。据初步测算，未来5年内预计实现200条配套余热发电成套技术出口，可产生40亿美元的直接经济效益。200套余热发电机组建成后，每年可以节约煤炭消耗295万吨，减少二氧化碳排放量约720万吨。

课题研究成果具有广阔的推广应用前景，将直接支撑水泥窑余热发电技术相关的成套装备出口和技术工程承包，直接拉动与该技术相关的水泥窑成套装备产业链的发展，增强传统产业可持续发展的能力。同时进一步扩大余热发电技术在冶金、建材、化工、电力、电信、轨道交通、石油等产业的应用，进一步提高出口装备的技术含量，增强行业的国际竞争力。

Research on Sets of the Key Technical De Facto Standard of Waste Heat Recovery Station and its Application in Engineering

FENG Shuai
(Sinoma Energy Conservation Ltd.,Tianjin,300400)

For solving the bottleneck problem of the cement industry waste heat recovery station(WHR)in the overseas projects,this research developed sets of technical standards system and the key technical standard of cement industry WHR power generation by organizing plenty of industry research and expert meetings,to form a complete set of technical standard system for overseas projects.It sets up a pilot demonstration of the application in overseas projects with technical standards system,the key technical standard and compared manual,to achieve the leading role in overseas projects.

waste heat recovery;cement industry;de facto standard;standards system

TQ172.622.22

A

1001-6171（2016）05-0075-04

通讯地址：中材节能股份有限公司，天津300400；2016-07-19；编辑：赵莲