国际电站EPC工程热控系统设计管理经验探讨

上海电力建设有限责任公司 彭敏进

EPC 工程模式中设计管理工作直接影响项目使用功能、项目投资、项目建设进度以及现场施工便利性和可行性。约60%工程费用是通过设计所确定的工作量进行实施的，故工程设计成果直接制约了项目投资。虽然设计费在工程总承包中的比重很小，但设计方案的经济性直接确定了项目投资和后续项目施工工期问题，因此设计管理是电站EPC 工程龙头。

热控设计管理前期经验教训

一、合同签订技术条款存在的风险

许多是设计理念或说是习惯不一样造成。EPC方往往没有充分认识到，由于不同国家间的体制、标准、文化、理念等不同，不可避免对承包商带来风险。但也要自信，火电设计、建造理论和实际方面中国都是领先的；国外工程招标书/合同往往达到了初步设计深度，对各个系统的设置及方案都有非常详细明确的要求。设计标准往往超出常规要求。签订合同前，应尽可能将执行标准、方案配置、供货界限、接口及进度等问题解决，并清楚写入合同。业主往往利用中方对国际标准不熟悉放入很多超常规的要求，带来过度设计风险；业主在合同中及规范书中同一个问题没有集中统一描述，而是分散到不同对方，不能引起我方充分注意，容易造成遗漏或者略，前后有矛盾的地方、解释权也在业主，对我方很不利。

案例一。合同中规定：振动监视系统（VMS）用于监视、分析全厂重要辅机振动。“作为最低要求，需要进行振动监测的设备如下所示：1）汽轮发电机；2）凝结水泵；3）给水泵；4）海水冷却泵；5）引风机。6）一次风机；7）送风机；8）磨煤机；9）碎煤机（如果制造商要求）；10）滚轴筛（如果制造商要求）”——与中国规范理念一致。但在另外两个规范书写到“原则上，任何电机额定功率大于185千瓦（250马力）的任何旋转设备，都将配有振动监测仪器仪表”，在执行过程中业主工程师揪住此条款不放，导致全厂范围需安装振动监测设备大大超出预期，变为了19个转动设备及其电机。今后的投标应尽量避免原则性的这种话语，在合同中应尽量明确范围界限。

案例二。PLC 与DCS 接口：合同中多处规定本项目输煤、除尘器、CEMS 等系统要使用PLC 来进行控制并与DCS 要进行通讯并监测。另外，其他控制“某些就地系统和设备,也可以使用PLC。”但业主在《763100 DCS》1.5.2中规定，所有PLCS 都要有报警并将所有的信号和画面通讯到DCS，且要提供所有维护和调整需要的软硬件。根据中国常规设计经验，PLC 控制有两种大的范围概念：一种是对一个小系统的控制PLC，形式如同DCS 带I/O 卡等；另外一种是不重要的单个设备的就地控制PLC，如同就地控制柜。某电厂合同没有将单个就地设备的PLC 定义好：作为和设备一体的黑匣子或就地控制箱，因一个单词“PLCS”(ALL PLC)导致目前执行困难，很难满足业主的以上要求，时至今日都解决不了。全厂统计涉及的PLC 目前有176套。

案例三。投标时已发现的问题没有坚持更正，想到执行阶段再解决。业主在S 表和仪表规范书里规定了变送器的唯一品牌罗斯蒙特不说，还指定了3051S（精度0.025%）这种最新型号，这是违背招标规定的起码三家短名单的原则。精度高3倍、价格也贵3倍，使用了实验室标准表级别。VMS 振动监测系统业主也是指定了唯一的品牌和型号——本特利VM600振动监测系统；某电厂项目《731100 60Hz》1.3.7中规定：位于室外和有可能变湿/潮湿的室内区域（诸如设施范围内的水处理和化学加药区）的所有电气外壳，应当按照NEMA 6-6P（IP67）的要求进行设计，执行困难；热控计算机信号电缆使用1.5mm2，明显错误、端子接不下，后DCN 澄清使用1.0mm2，业主虽同意但扣款100万左右。

总承包商应特别注意合同协议书中提纲挈领的内容与后面的合同内容的前后一致性，避免出现前后矛盾的情况，从而为EPC 总承包商带来不必要的风险和损失。业主认为在合同中附件A“工作范围”的级别高于相关规范书，因此要求按此执行：为每一个泵、风机系统按以上8条执行。经过会议对每张相关图纸激烈讨论，业主只是略微进行了个别让步，减少了一些不好安装的三冗余，但起码需二冗余以上的保护信号，设计院修改图纸清册，不是按FIDIK 条款签订的合同。

二、国际规程规范与中国规范不同带来的风险

国际标准最初没有成熟的翻译文本,再加上技术人员对国际标准某些细节不清楚，理解困难和翻译滞后，往往会使一些技术问题无法及时发现。国际项目时常面临跨专业的综合性技术问题，而我们的设计专业分工较细，每个专业技术人员知识范围有限，遇到与相关专业的搭接问题时往往不能及时形成统一的方案，影响了综合性技术问题的及时解决。

案例四。业主对电缆的技术规范完全按美国标准要求，当时就根本没有发现很多细节上与IEC标准是不同的。电缆规范书按美标电缆规定的非常细：绝缘层的材料、绝缘层的厚度、电缆铜芯的直径，控制电缆、信号电缆屏蔽层材料、屏蔽层的厚度,电缆芯线采用多股软心及其压实度等，与中国标准（参照IEC 标准）是完全不同的，特别是耐火试验和IEC 标准要求是不一样的。阻燃试验使用美标：“本协议项下提供的所有现场装配的设施电缆产品，其额定值应当满足并通过ICEA T-29-520（210,000英热单位/小时）垂直桥架燃烧测试”，其实是接近IEC 标准中的阻燃A 级产品，比我们国内常用的IEC 标准中的阻燃C 级产品价钱要贵15%。

案例五。业主在管道规范1.9.1.3 Adapters 规定：2英寸（50毫米）及以下支管连接件（接管座）应符合MSS-SP-97，并且采用特殊补强焊转接管Bonney 或等效产品。后来请教了华东院的老专家才知道，这是专门用于压力容器接管座的美国行业标准、比ASME 更严格，国内厂家少有计算书，所以只能使用美国Bonney 产品，价格较高。

三、执行过程中的经验教训

在签订分包合同时，应将主合同中的相关条款都清楚地列在分包合同中、不要漏项，确保各分包商能提供满足主合同要求的设备及服务，规避项目风险。要先拿出足够的时间消化合同文件，并将合同中特殊要求逐项列出并进行评审及宣贯。但大部分分包商、特别是小型企业，来签技术协议的人和实施的人往往不是同一批人（甚至是商务人员多数），导致执行时还是按老习惯设计、供货。

案例六。业主合同规范规定：控制电缆在要求使用多股软线、不能使用单芯硬电缆线，和中国的习惯不太相同，许多外围EP 厂家（包括艾默生）供货硬芯电缆，监造也不注意，造成了供货到现场被拒绝使用，要求补供。

案例七。一次风测量装置，合同短名单及PO业主要求进口产品阿牛巴（精度高），但国内经验使用国产改进型的矩阵式风量计（精度底）效果更好。业主坚持使用阿牛巴，在使用过程中，由于安装直管段要求苛刻导致好几台磨一次风量测量不准甚至趋势相反，最终为了调试进度我们建议使用矩阵式风量计更换，效果很好业主还找我们要备品，我们找他要CO（change order），最终互相妥协，其实如果有时间这个事件完全可以拖着，要到业主CO再动作的。

案例八。设备产品的服务期限问题：PI 系统是将DCS 实时数据转化为运行管理决策的关键信息，使其成为业务系统中整合的重要智能化信息。最大卖点是其分析软件及其技术支持由DCS 厂家艾默生成套，艾默生签订合同是根据里程碑进度签订服务期是到2020年10月到期，但由于COD 时间延迟导致服务期限过期，新的服务需要27万美金，业主要求艾默生支付、艾默生拒绝，提出由艾默生自己来服务。此案例提示我们国际工程完工时间往往比预计的会长，一些服务合同生效及服务相对期限应有保护性的条款或有折衷的补救措施。

值得中方学习的国际工程设计管理经验

国际工程设计管理领域业主很多方面还是值得我方学习和借鉴的，如：对国际规程熟悉、对合同研读仔细，对厂家图纸（DWR）的管理、对设计接口仔细核对、对FAT 的认真态度等等。

案例九。DCS 的设计及FAT 流程：业主相当重视，设计之初就从I/O 提资，控制说明抓起；FAT时派出了运维为主强大的验收队伍，对流程要求相当高：所有DCS 的硬件、软件以及第三方通讯功能，都必须在实验室如实完成并满足设计图纸和厂家控制说明的需要；FAT 时候，要完全模拟电厂运行条件进行硬件和软件的试验，不允许在现场边调试边改动逻辑和程序，将设计的问题解决在实验室而不是现场。按业主认可的格式编写控制说明27份，提交PID 及I/O 清册，并得到了业主工程师的审批。

DCS 的设计及FAT是整个电厂的重中之重，牵涉到全厂各专业的控制过程和控制逻辑保护等，业主每月、每两周、每周盘点提资情况，排计划；DCS 逻辑组态要完全按照厂家和设计院的控制说明进行。与国内基本只是完成硬件测试，软件和通讯到现场再调试的理念有非常大的区别，个别工程DCS 的FAT 试验花了近7个月才完成。因此热控专业吸取教训，我们提早开始组织厂家；按此要求和逻辑再对DCS 继续组态编程，并在恰当的时候分别安排进行了4个典型系统化水、FGD 等的预FAT，磨合了业主验收团队的关系，双方的理念得到了充分理解和沟通。致使最终正式FAT 共花了两个月时间就完成，并很好满足了现场受电和化学出水的进度要求。

案例十。业主工程师对合同掌握的非常细致，对接口和FAT 管理非常认真。中方相比较就要有差距，一些接口管理存在传统性无人管理：暖通系统与电热专业的、消防专业接口无人管理，电二与热控之间的职责范围不清，暴露在那么细致的国际工程中漏项设计更多，如阴极保护，合同明确写了要进入DCS 监控，设计院水工、电二、热控互相扯皮推诿，连KKS 码都没有。

协商、沟通：和业主沟通，要事先熟读合同并准确理解其技术要求的情况下实事求是陈述问题，不能抱着投机取巧，甚至欺骗业主、蒙混过关的态度去说服业主，如在技术细节上准备不足难以提出充分的论据，容易给业主和咨询师造成不认真履约的不良印象，更不容易相信中方的方案。充分掌握并熟悉合同内容是沟通的首要前提；以诚相待、建立良好的互信是沟通的基础，加强中国规范的推出。

案例十一。合同规定：仪表管路均采用卡套安装方式，且为了确保安装质量必须使用国际名牌PARKER 卡套接头，价钱很贵且不适用中国式施工。热控专业从ASME 标准、国内标准、超临界机组以及安全风险等多方面出发说服业主，使用焊接工艺并通过DCN 获得批准。

案例十二。仪表布置采用仪表架设计代替仪表保护箱方案。业主合同要求使用就地仪表控制/保护箱的话有很高的IP 等级及防腐要求，须采用进口品牌，据了解其报价高达5000多美元一个。在设计过程中热控专业积极与业主沟通，从仪表防护等级已是IP65、巡检的便利性等方面出发说服业主采用带铝合金防护罩的露天仪表架设计方案，避免使用仪表保护箱。

案例十三。烟气连续监测（CEMS）信号及其CCTV 运行图像送菲律宾环保部。EPC 合同规定：与健康、安全和环境保护有关的所有设备、系统和工程必须符合菲律宾所有现行适用的法律法规和规范/标准。菲律宾DENR（环境和自然资源部）于2017年6月6日发布，并于2017年6月22日生效的法律文件规定：“Online Transmission of Data from Continuous Emission Monitoring System(CEMS)and Closed Circuit Television(CCTV)of Major Industries”业主按政府部门要求要我方根据EPC合同规定，将此信号（CEMS 信号及其CCTV 运行图像）送到相关政府部门网站。我方回复表示：我方于2015年10月签署的EPC 合同范围不应包括该部分内容（当时环保部并未颁布此文件），因此对于EPC 方有额外的成本业主需要向EPC 提交一份CO请求。最终业主同意了CO。

案例十四。循环水进出水流量及排水海域温度测量。业主最初根据菲律宾环保部的最新法律规定及要满足“水平衡”的规定，要求我方对直径DN3000的4根循环水进出水管流量进行测量，并对排水海域进行多点温度测量，我方回复此工作不在合同范围，且循环水流量可通过计算得出。最终业主同意给CO,我方几个专业联合协作为业主做了大管径超声波流量计方案和无线海水测量温度方案。

总而言之，EPC 工程总承包模式正成为建设模式的发展方向。我国电站EPC 总承包商主要从设计院或施工总包单位转型过来，在对EPC 总承包项目的设计管理水平参差不齐，还有待提高。要切实发挥EPC 工程总承包模式的优势，必须转变观念，结合项目实践对设计管理做进一步深入研究，通过完善设计管理体制、提高设计人员综合素质、加强设计同采购及施工现场的衔接，才能进一步做大做强做精EPC 业务。总结经验教训，在今后的国际EPC项目管理中可有效的避免风险，减少整个项目的设计管理周期，在前期就可以把可能发生的大量问题规避掉，以此避免对后续施工所产生的影响。