國(guó)外電廠水工工藝設(shè)計(jì)相關(guān)問(wèn)題的探討

錢(qián) 峰，惠玉鑫

(中國(guó)能源建設(shè)集團(tuán)浙江省電力設(shè)計(jì)院有限公司，浙江 杭州 310012)

隨著我國(guó)電力設(shè)計(jì)企業(yè)國(guó)際化水平的不斷提升，中國(guó)企業(yè)參與國(guó)外電力建設(shè)工程項(xiàng)目也越來(lái)越多。同時(shí)，設(shè)計(jì)周期越來(lái)越短，規(guī)范差異、資料欠缺等問(wèn)題突出，合同執(zhí)行過(guò)程中與業(yè)主產(chǎn)生的分歧及糾紛帶來(lái)的投資費(fèi)用的增加，以及出圖過(guò)程中業(yè)主工程師提出的嚴(yán)苛要求都在不同程度上給設(shè)計(jì)工作帶來(lái)了難度和不斷的設(shè)計(jì)返工。本文結(jié)合巴基斯坦赫維利1230 MW燃?xì)饴?lián)合循環(huán)電站項(xiàng)目實(shí)際設(shè)計(jì)經(jīng)驗(yàn)，對(duì)面臨的上述問(wèn)題進(jìn)行了分析并提出了解決方法。

1 巴基斯坦項(xiàng)目概況

項(xiàng)目位于巴基斯坦旁遮普省Jhang地區(qū)的Haveli Bahadur Shah鎮(zhèn)，靠近特里姆穆—錫德奈運(yùn)河(Trimmu-sidhnai Link Canal)。廠址距離拉合爾市約280 km。

本工程循環(huán)水及工業(yè)水取自運(yùn)河，運(yùn)河檢修期間，采用地下水補(bǔ)水。

本工程采用兩套循環(huán)水系統(tǒng)。一般情況下，循環(huán)水系統(tǒng)采用直流循環(huán)供水系統(tǒng)，水源為特里姆穆—錫德奈運(yùn)河。該運(yùn)河為人工運(yùn)河，上游設(shè)有閘壩，與天然河流相連接。在枯水季節(jié)或斷流情況下，循環(huán)水系統(tǒng)采用冷卻塔循環(huán)供水系統(tǒng)，水源為深井水。

該項(xiàng)目為世界首套9H燃機(jī)機(jī)組，EPC合同要求工程按照國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計(jì)，業(yè)主工程師和德國(guó)Lahmeyer公司聯(lián)合審圖。2015年12月開(kāi)始項(xiàng)目初步設(shè)計(jì)，2016年10月施工圖設(shè)計(jì)完成，歷時(shí)僅10個(gè)月。缺少水質(zhì)分析資料及特里姆穆—錫德奈運(yùn)河水文資料，且特里姆穆—錫德奈運(yùn)河沿線生活污水直排現(xiàn)象嚴(yán)重，季節(jié)性變化明顯，夏季運(yùn)河中COD和BOD含量嚴(yán)重超標(biāo)。在資料缺失，標(biāo)準(zhǔn)要求高，設(shè)計(jì)周期短的困難面前，我們對(duì)問(wèn)題逐一分析，高質(zhì)量、高標(biāo)準(zhǔn)且按時(shí)完成了設(shè)計(jì)任務(wù)?，F(xiàn)對(duì)設(shè)計(jì)中遇到的相關(guān)問(wèn)題進(jìn)行總結(jié)，為以后國(guó)外工程的開(kāi)展積累一定的經(jīng)驗(yàn)。

2 規(guī)范差異

不同地域不同國(guó)家對(duì)規(guī)范的認(rèn)可度不同。早期國(guó)內(nèi)接觸的國(guó)外項(xiàng)目，如印尼，簽訂的技術(shù)合同中并未排除國(guó)內(nèi)標(biāo)準(zhǔn)，但需要出具對(duì)標(biāo)報(bào)告證明國(guó)內(nèi)標(biāo)準(zhǔn)不低于國(guó)外標(biāo)準(zhǔn)。但隨著中國(guó)企業(yè)參與國(guó)外電力建設(shè)項(xiàng)目越來(lái)越多，國(guó)外工程對(duì)國(guó)內(nèi)設(shè)計(jì)的要求也愈加嚴(yán)格，在最近接到的巴基斯坦電廠總包合同中就明確要求必須采用國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)(GB除外)，這就給國(guó)外設(shè)計(jì)項(xiàng)目增加了很大的難度和要求。

鑒于目前國(guó)內(nèi)設(shè)計(jì)行業(yè)競(jìng)爭(zhēng)愈加激烈，對(duì)設(shè)計(jì)周期的要求越來(lái)越短，特別是國(guó)外工程合同對(duì)整個(gè)工程的進(jìn)度節(jié)點(diǎn)均有考核，設(shè)計(jì)周期的延長(zhǎng)意味著成本的增加。因此，在沒(méi)有足夠時(shí)間研讀和消化歐美規(guī)范的前提下，如何完成總承包合同的要求成為目前亟需解決的問(wèn)題。

水工工藝專(zhuān)業(yè)主要參考的國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)有：美國(guó)冷卻塔協(xié)會(huì)(CTI)、美國(guó)自來(lái)水廠協(xié)會(huì)(AWWA)、美國(guó)水力學(xué)會(huì)(HI)、美國(guó)機(jī)械工程師協(xié)會(huì)(ASME)等。

首先，掌握歐美標(biāo)準(zhǔn)中的基本規(guī)范，如管道尺寸、材料標(biāo)準(zhǔn)(ASME、ASTM等)，保證材質(zhì)滿足國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)，不會(huì)出現(xiàn)明顯違背標(biāo)準(zhǔn)內(nèi)容的問(wèn)題，取得業(yè)主工程師的信任。

其次，由于國(guó)外標(biāo)準(zhǔn)屬于建議執(zhí)行，非強(qiáng)制執(zhí)行，且通過(guò)翻閱、了解，國(guó)內(nèi)外標(biāo)準(zhǔn)的大部分設(shè)計(jì)參數(shù)相似，無(wú)原則上的不同，因此，在選取設(shè)計(jì)參數(shù)的時(shí)候可以依據(jù)國(guó)內(nèi)標(biāo)準(zhǔn)，設(shè)計(jì)方案大都能夠得到業(yè)主工程師的認(rèn)可。

最重要的是抓住業(yè)主工程師不擅長(zhǎng)的領(lǐng)域，就某個(gè)知識(shí)點(diǎn)重點(diǎn)介紹和講解，以此來(lái)取得業(yè)主工程師對(duì)我們?cè)O(shè)計(jì)方案的充分信任。如在巴基斯坦項(xiàng)目設(shè)計(jì)過(guò)程和與業(yè)主工程師溝通的過(guò)程中，直流循環(huán)水系統(tǒng)末端虹吸井的設(shè)計(jì)是對(duì)方以前未接觸的難點(diǎn)，因此他們急切期望能夠掌握該構(gòu)筑物的設(shè)計(jì)要點(diǎn)；在施工圖審查過(guò)程中，通過(guò)與業(yè)主工程師深入交流探討，他們對(duì)于虹吸井的原理也有了一定了解并高度認(rèn)可我們的設(shè)計(jì)思路。通過(guò)此次溝通，業(yè)主工程師認(rèn)可了我們的設(shè)計(jì)能力及我們的設(shè)計(jì)思路，后續(xù)的審圖工作變得更加順利。

根據(jù)實(shí)際工程經(jīng)驗(yàn)，國(guó)外業(yè)主工程師最關(guān)心的仍舊是合同要求，嚴(yán)格按照合同設(shè)計(jì)，將把國(guó)內(nèi)外標(biāo)準(zhǔn)的差異對(duì)設(shè)計(jì)方案的影響降到最低，同時(shí)降低了設(shè)計(jì)難度和設(shè)計(jì)變更頻率。

3 資料欠缺

目前國(guó)內(nèi)電力企業(yè)承擔(dān)的國(guó)外電站項(xiàng)目主要分布在中東、非洲、南美洲等欠發(fā)達(dá)國(guó)家，由于這些國(guó)家基礎(chǔ)設(shè)施不完善，導(dǎo)致常規(guī)水文水質(zhì)資料欠缺，而在項(xiàng)目招投標(biāo)前也未進(jìn)行可行性研究，因此，在設(shè)計(jì)工作開(kāi)展前，設(shè)計(jì)人員常常面臨必要資料無(wú)法獲得或本身欠缺的情況。

水工工藝專(zhuān)業(yè)是對(duì)外部資料依賴(lài)性很強(qiáng)的電廠專(zhuān)業(yè)之一，循環(huán)水水源的水量、水位、水質(zhì)等資料影響循環(huán)水系統(tǒng)設(shè)計(jì)，而水質(zhì)對(duì)原水預(yù)處理工藝的選擇起著決定作用。

在巴基斯坦工程初步設(shè)計(jì)開(kāi)展時(shí)，尚無(wú)當(dāng)?shù)厮吹乃|(zhì)檢測(cè)資料和運(yùn)河的水位水量等水文資料，這就給我們水工工藝專(zhuān)業(yè)在設(shè)計(jì)循環(huán)水系統(tǒng)和原水處理系統(tǒng)時(shí)帶來(lái)了很大的不確定性因素。通過(guò)專(zhuān)業(yè)內(nèi)部討論，我們通過(guò)以下設(shè)計(jì)思路來(lái)解決資料欠缺的問(wèn)題：

(1) 督促總承包方盡快開(kāi)始現(xiàn)場(chǎng)水質(zhì)檢測(cè)工作，頻率至少每月一次，且包含夏季水質(zhì)資料；

(2) 委托可研單位對(duì)循環(huán)水系統(tǒng)進(jìn)行物理模型試驗(yàn)，包括取排水口，從而確定整個(gè)循環(huán)水系統(tǒng)正常運(yùn)行必要的條件。

由于該項(xiàng)目水源為人工運(yùn)河，上游設(shè)有閘壩，用于調(diào)節(jié)該運(yùn)河的流量和水位，所以通過(guò)科研單位的試驗(yàn)結(jié)果，可以向當(dāng)?shù)厮块T(mén)提出要求，且由于該項(xiàng)目設(shè)有兩套循環(huán)水系統(tǒng)，在水量確實(shí)無(wú)法滿足直流要求時(shí)，可采用冷卻塔循環(huán)水系統(tǒng)代替，該方案也及時(shí)跟業(yè)主方進(jìn)行了溝通。但此方案僅適用于流量可調(diào)節(jié)的水源，如遇到天然河流水文資料欠缺的情況還有待商榷。

根據(jù)總承包方測(cè)得的水質(zhì)報(bào)告，當(dāng)?shù)厮醇竟?jié)變化對(duì)水質(zhì)的影響較大，尤其是夏季水質(zhì)，COD和BOD含量較高，這給預(yù)處理工藝的選擇帶來(lái)了極大的難度，如果基于降低水中COD和BOD含量為目的選擇水處理工藝，則必須增加生化處理工藝，而隨之增加的是投產(chǎn)后管理運(yùn)行難度以及COD和BOD含量較低季節(jié)如何維持系統(tǒng)的正常運(yùn)行。在通過(guò)跟水處理廠家溝通后，采集當(dāng)?shù)厮此畼?，進(jìn)行測(cè)試，評(píng)估正常的絮凝沉淀過(guò)濾工藝對(duì)水中BOD和COD的去除效果，依次來(lái)選擇水處理工藝。根據(jù)最終的試驗(yàn)結(jié)果，絮凝沉淀對(duì)水中COD和BOD去除效果良好，說(shuō)明水中COD和BOD主要附著在懸浮物中，因此，預(yù)處理工藝仍舊采用高密度沉淀池+V-型濾池，同時(shí)增加高錳酸鉀投藥系統(tǒng)，輔助氧化水中COD，從而降低水中COD含量，并承諾業(yè)主如實(shí)際運(yùn)行水質(zhì)達(dá)不到要求，增加生化系統(tǒng)。

4 合同執(zhí)行中遇到的問(wèn)題

水工專(zhuān)業(yè)是工程中涉及面比較廣的一個(gè)專(zhuān)業(yè)，所以在合同解讀的過(guò)程中，必須對(duì)所有技術(shù)條款加以研究。特別是通用部分有對(duì)閥門(mén)、管道流速及材質(zhì)、油漆、防腐等詳細(xì)要求。

在了解合同對(duì)水工工藝專(zhuān)業(yè)要求的基礎(chǔ)上，要對(duì)一些重要環(huán)節(jié)進(jìn)行深度解讀和理解，特別是對(duì)設(shè)計(jì)方案可能產(chǎn)生變更影響的部分。如在巴基斯坦工程設(shè)計(jì)過(guò)程中，由于當(dāng)?shù)厮礋o(wú)法滿足全年直流循環(huán)用水需求，因此，為節(jié)約廠用電，業(yè)主在合同中提出了同時(shí)采用直流和冷卻塔兩套循環(huán)水系統(tǒng)。同時(shí)，明確在河流干枯季節(jié)(冬季)使用冷卻塔循環(huán)系統(tǒng)，補(bǔ)給水采用深井水；因此，在選擇冷卻塔循環(huán)水系統(tǒng)使用工況時(shí)，僅考慮冬季氣象條件即可，但在初設(shè)審查時(shí)，業(yè)主提出了需要保證全年均能使用冷卻塔系統(tǒng)的要求，這與合同并不一致。但在交流過(guò)程中，由于業(yè)主態(tài)度強(qiáng)硬，基于國(guó)際市場(chǎng)的考慮，總承包方同意增加冷卻塔數(shù)量。

該案例啟發(fā)我們?cè)谕稑?biāo)國(guó)外總承包或設(shè)計(jì)合同時(shí)，應(yīng)對(duì)各環(huán)節(jié)可能產(chǎn)生的變更提出本專(zhuān)業(yè)的理解及得到業(yè)主的確認(rèn)，避免合同履行時(shí)產(chǎn)生歧義，造成投資增加和設(shè)計(jì)變更。

在設(shè)計(jì)中，我們提出的一些設(shè)計(jì)和選型，出于合理和安全的考慮，可能高于招標(biāo)文件的要求，而業(yè)主工程師往往并不了解。如循泵出口液控止回蝶閥(通常合同要求是止回閥加電動(dòng)蝶閥)。而在巴基斯坦工程中關(guān)于沉淀池的選型，我們選擇了新型高效的高密度沉淀池作為絮凝沉淀工藝的池型，但合同中明確需采用機(jī)械澄清池，且業(yè)主工程師對(duì)高密度沉淀池并不了解，從初步設(shè)計(jì)到施工圖設(shè)計(jì)，各種探討會(huì)的召開(kāi)，以及廠家技術(shù)人員前來(lái)向業(yè)主工程師對(duì)該池型的工藝原理和流程進(jìn)行了詳細(xì)的講解，經(jīng)過(guò)深入溝通及前期積累下的信任度，業(yè)主最終才認(rèn)可該池型的處理效果。在國(guó)際工程合同執(zhí)行過(guò)程中，盡量遵循合同的要求，尤其是在場(chǎng)地及水質(zhì)要求等條件均能滿足的情況下，否則將會(huì)給審圖過(guò)程增加相當(dāng)大的難度。

5 出圖規(guī)則

每個(gè)設(shè)計(jì)機(jī)構(gòu)都有自己的出圖規(guī)范，而國(guó)內(nèi)外的出圖規(guī)則差異更大。

首先，國(guó)外對(duì)于計(jì)算書(shū)的要求尤其嚴(yán)格，而在工程設(shè)計(jì)推進(jìn)過(guò)程中，幾乎每個(gè)系統(tǒng)都會(huì)被要求提供計(jì)算書(shū)，這樣的要求對(duì)于做慣國(guó)內(nèi)工程的我們還是非常不習(xí)慣的。從循環(huán)水系統(tǒng)的水力計(jì)算到建筑物的上下水計(jì)算，業(yè)主均提出需要提供計(jì)算書(shū)，但實(shí)際設(shè)計(jì)過(guò)程中，像上下水的計(jì)算書(shū)一般是不提供的，這就需要在初步設(shè)計(jì)時(shí)與業(yè)主達(dá)成協(xié)議，劃定需要提供計(jì)算書(shū)的范圍(如合同有要求，可只提供合同中要求的計(jì)算書(shū))，并形成會(huì)議紀(jì)要，這為后期的審圖省去了很多不必要的麻煩。

其次，施工圖繪制過(guò)程中，國(guó)內(nèi)通常將卷冊(cè)通性的要求標(biāo)注在每張圖紙，這就導(dǎo)致業(yè)主工程師在審查的時(shí)候被一些跟圖紙無(wú)關(guān)的說(shuō)明迷惑，進(jìn)而提出一些讓我們也困惑的意見(jiàn)。同時(shí)，國(guó)外審圖非常注重圖紙之間的銜接，圖紙或卷冊(cè)間的分界線務(wù)必標(biāo)注清楚，方便業(yè)主工程師對(duì)各個(gè)系統(tǒng)之間關(guān)系的理解。

再者，國(guó)內(nèi)工程在設(shè)計(jì)循環(huán)水管道時(shí)，通常列出對(duì)管道制作的詳細(xì)要求，如橢圓度、焊接等要求，而這些要求在業(yè)主工程師看來(lái)都是需要有依據(jù)的，需提供英文版的標(biāo)準(zhǔn)、規(guī)范，這無(wú)疑給設(shè)計(jì)人員自身增加設(shè)計(jì)工作量和難度。根據(jù)眾多國(guó)外工程實(shí)際設(shè)計(jì)經(jīng)驗(yàn)總結(jié)，盡可能地將所有材料設(shè)備產(chǎn)品化，如將循環(huán)水管看做成品，免去一些制作要求的說(shuō)明。

因此，盡可能早的提交給業(yè)主工程師一冊(cè)圖紙，了解業(yè)主工程師對(duì)圖紙深度及出圖規(guī)范的總體要求，根據(jù)該要求進(jìn)行后續(xù)圖紙的設(shè)計(jì)，減少圖紙因不符合圖紙深度和出圖規(guī)范而進(jìn)行返工。

6 結(jié)語(yǔ)

綜上所述，招標(biāo)書(shū)及合同是國(guó)外項(xiàng)目設(shè)計(jì)的重中之重，嚴(yán)格按照合同執(zhí)行是保證設(shè)計(jì)順利執(zhí)行的有效途徑，并同時(shí)做好以下幾點(diǎn)：

(1) 督促總承包方收集現(xiàn)場(chǎng)資料，如有困難盡可能提前對(duì)水源進(jìn)行檢測(cè)，為后續(xù)工作提供設(shè)計(jì)依據(jù)。

(2) 對(duì)合同中模棱兩可的要求進(jìn)行書(shū)面確認(rèn)，統(tǒng)一對(duì)出圖范圍和深度做出要求并形成書(shū)面文件，盡可能地在前期書(shū)面對(duì)設(shè)計(jì)原則及業(yè)主工程師的要求進(jìn)行確認(rèn)，降低實(shí)際出圖階段的不確定性，保證設(shè)計(jì)工作的高效性。

(3) 盡可能早的與審圖監(jiān)理溝通，了解并掌握業(yè)主工程師對(duì)圖紙深度和出圖規(guī)范的要求。