國(guó)外火電工程水工設(shè)計(jì)經(jīng)驗(yàn)淺談

劉建鵬，楊 明，湯海頻

(中國(guó)能源建設(shè)集團(tuán)廣西電力設(shè)計(jì)研究院有限公司，廣西 南寧 530007)

本文針對(duì)在國(guó)外火電工程水工專業(yè)設(shè)計(jì)咨詢工作開(kāi)展過(guò)程中遇到的與國(guó)內(nèi)常規(guī)設(shè)計(jì)方式不一樣的情況，總結(jié)了一些具有代表性的情況和問(wèn)題，提出注意事項(xiàng)和解決思路，與國(guó)內(nèi)同行分享國(guó)外火電工程的水工設(shè)計(jì)經(jīng)驗(yàn)，集思廣益，探討如何更好地開(kāi)展涉外工程水工設(shè)計(jì)方面的工作。

1 設(shè)計(jì)問(wèn)題及解決辦法

1.1 設(shè)計(jì)原始資料問(wèn)題

本文所涉及的工程所在地主要是東南亞及非洲等國(guó)家，水文氣象等原始資料相對(duì)缺乏，少有國(guó)內(nèi)規(guī)范提及的保證率97%水位及1%洪水位等資料，影響循環(huán)水取水方案或補(bǔ)給水取水方案的選擇。因此，在確定方案前建議由設(shè)計(jì)單位配合總承包單位進(jìn)行實(shí)地水源考察，必要時(shí)進(jìn)行實(shí)地水文氣象數(shù)據(jù)的測(cè)量。值得注意的是，大部分東南亞國(guó)家屬于熱帶氣候，僅分雨季和旱季，水源的考察及實(shí)地?cái)?shù)據(jù)的測(cè)量建議至少分兩季進(jìn)行。水源的考察及實(shí)地測(cè)量報(bào)告建議由總承包方提交業(yè)主確認(rèn)并以正式文件的形式作為設(shè)計(jì)依據(jù)文件。當(dāng)業(yè)主提供的地形及水文氣象數(shù)據(jù)與現(xiàn)場(chǎng)測(cè)量的有出入時(shí)，宜按最合理的數(shù)據(jù)作為設(shè)計(jì)依據(jù)。例如某印尼項(xiàng)目，業(yè)主提供的取水泵房處的海底標(biāo)高為－8.38m，最低水位為－1.00 m，實(shí)地測(cè)量海底標(biāo)高為－5.43 m，旱季時(shí)水位為－2.75 m，通過(guò)分析，實(shí)地測(cè)量數(shù)據(jù)為合理數(shù)據(jù)，因此設(shè)計(jì)上采用實(shí)地測(cè)量數(shù)據(jù)，并提交業(yè)主審查確認(rèn)。又例如某印尼項(xiàng)目，業(yè)主提供的最高氣溫為34.8℃，最高濕度為86%，這些氣象數(shù)據(jù)與作者所參與的另一個(gè)印尼工程氣象數(shù)據(jù)(最高氣溫為39.2℃，最高濕度為96%)偏差較大；印尼屬于熱帶高溫高濕地區(qū)，當(dāng)需要設(shè)計(jì)冷卻塔時(shí)，建議應(yīng)與總包方溝通，宜采用相似工程所采用的較不利的氣象數(shù)據(jù)進(jìn)行冷卻塔設(shè)計(jì)及設(shè)備采購(gòu)，以確保冷卻塔性能及冷卻效果。

國(guó)外工程無(wú)法采用類似國(guó)內(nèi)的暴雨強(qiáng)度公式進(jìn)行全廠雨水排水計(jì)算，作者的做法是建議把當(dāng)?shù)氐慕涤炅抠Y料與國(guó)內(nèi)類似城市進(jìn)行對(duì)比，套用資料最相近的那個(gè)城市的暴雨強(qiáng)度公式。例如某印尼項(xiàng)目業(yè)主提供的全年降雨量資料，以近三年資料統(tǒng)計(jì)，月最大降雨量為444 mm，全年平均降雨量為1850 mm，多年月極端最大降雨量為600 mm；據(jù)查廣西欽州地區(qū)，月最大降雨量為434 mm，全年平均降雨量為2171 mm，多年日極端最大降雨量為359.9 mm；對(duì)比數(shù)據(jù)，兩地降雨量情況較接近，因此該工程暴雨強(qiáng)度公式擬采用欽州市公式。此類替代做法應(yīng)在初步設(shè)計(jì)時(shí)明確提出，以便業(yè)主及總承包方確認(rèn)，避免施工圖階段無(wú)法實(shí)施。

1.2 風(fēng)險(xiǎn)的預(yù)估及其應(yīng)對(duì)措施

國(guó)外工程風(fēng)險(xiǎn)的預(yù)估應(yīng)從投標(biāo)階段開(kāi)始。就投標(biāo)階段業(yè)主提供的招標(biāo)文件技術(shù)要求中一些模糊的，模棱兩可的地方，投標(biāo)應(yīng)提出技術(shù)疑問(wèn)并提交業(yè)主澄清。當(dāng)然，一些國(guó)外工程投標(biāo)時(shí)的資料相當(dāng)有限，技術(shù)方案并未能完善，可能存在很大不確定因素。例如某印尼項(xiàng)目的合同技術(shù)要求中的污廢水處理系統(tǒng)提到：“Waste Water from Coal and Ash run off”中的“Ash run off” 一詞較模糊，經(jīng)設(shè)計(jì)澄清，業(yè)主回復(fù)“灰系統(tǒng)廢水”包含廠內(nèi)灰?guī)靺^(qū)域沖洗排水及廠外灰場(chǎng)雨水形成的灰水；對(duì)于處理灰場(chǎng)雨水形成的灰水，作者建議將灰水采用泵抽至廠區(qū)含煤廢水處理方案，或在灰場(chǎng)設(shè)置灰水加酸調(diào)節(jié)pH方案；這兩種方案分別在兩個(gè)工程予以實(shí)施。“Waste water discharged during boiler chemical cleaning and boiler blow off” 及“Waste water from turbine fl oor” 中 的“ boiler blow off” 及“turbine fl oor”概念也比較模糊，是否包括鍋爐定排坑排水及循環(huán)水坑排水，海邊電廠的鍋爐定排坑排水及循環(huán)水坑排水一般含海水，若需要處理，則輸送管道及處理設(shè)備材質(zhì)應(yīng)采用耐海水材質(zhì)。因此，合同中一些模糊事項(xiàng)若不經(jīng)過(guò)澄清，有可能出現(xiàn)設(shè)計(jì)漏項(xiàng)，或系統(tǒng)方案設(shè)計(jì)有誤，設(shè)備采購(gòu)滯后影響工程進(jìn)度。

有的國(guó)家是對(duì)循環(huán)水排水溫度做了限制，如柬埔寨部分項(xiàng)目要求溫排水溫度不超過(guò)32℃；印尼部分項(xiàng)目要求不超過(guò)38℃；土耳其的大部分項(xiàng)目要求不超過(guò)35℃等；有的國(guó)家對(duì)排水的溫升做了限制；與國(guó)內(nèi)循環(huán)水排水對(duì)流域的擴(kuò)散影響的環(huán)保要求不同。對(duì)于國(guó)外工程限制排水溫度或溫升的情況，作者建議在循環(huán)水冷卻方式上可有多種選擇，提高冷卻倍率、直流冷卻；帶冷卻塔循環(huán)冷卻(機(jī)械通風(fēng)冷卻塔或自然通風(fēng)冷卻塔)；部分循環(huán)水采用冷卻塔冷卻，之后與未冷卻的直流循環(huán)水摻混后排放(必要時(shí)從大海取海水摻混)。因此，在循環(huán)水排水要求未正式明確的條件下，需對(duì)循環(huán)水系統(tǒng)方式進(jìn)行風(fēng)險(xiǎn)預(yù)估，建議完善各循環(huán)冷卻方式的技術(shù)經(jīng)濟(jì)對(duì)比，以便對(duì)投資控制有一定的指導(dǎo)意義。

1.3 國(guó)內(nèi)、外標(biāo)準(zhǔn)及規(guī)范差異

因?yàn)閲?guó)內(nèi)設(shè)計(jì)人員對(duì)國(guó)外標(biāo)準(zhǔn)的不了解不熟悉，因此設(shè)計(jì)方案如何滿足國(guó)外標(biāo)準(zhǔn)或合同的要求是國(guó)外工程設(shè)計(jì)上的一大難點(diǎn)和薄弱環(huán)節(jié)。例如某印尼項(xiàng)目的合同技術(shù)要求：Maximum fl uid velocity of Sea water and brine is 2.0m/s.而根據(jù)我國(guó)《火力發(fā)電廠水工設(shè)計(jì)規(guī)范》(DL/T 5339－2006)8.1.3條“4. 水源為海水的供水系統(tǒng)，應(yīng)注意防止海生物對(duì)循環(huán)水管溝的黏附，循環(huán)水管流速不宜小于3.0 m/s。循環(huán)水溝流速不宜小于2.5 m/s?！睂?duì)于這種要求不同的情況，建議在初步設(shè)計(jì)中按合同要求作為推薦方案，用國(guó)內(nèi)標(biāo)準(zhǔn)作為備選方案，并在初步設(shè)計(jì)審查中予以確認(rèn)。例如某印尼項(xiàng)目的合同技術(shù)要求：Principle material for cooling water pumps: Impeller, Wear rings, Shaft sleeves,Outer Column, ASTM－A－743 CN7M。據(jù)查資料，在美標(biāo)A－743中，CN7M這個(gè)鑄件與國(guó)內(nèi)并無(wú)完全對(duì)等的鑄件，相當(dāng)于國(guó)內(nèi)的牌號(hào)為20Cr－29Ni－3Cu－2Mo，屬于高鎳合金，且該種材料不常用于水泵部件。對(duì)此，采用材料性能對(duì)比(含抗拉強(qiáng)度及屈服強(qiáng)度)、材料元素含量對(duì)比、材料防腐性能對(duì)比，推薦選取比合同要求更優(yōu)的雙相不銹鋼00Cr22Ni5Mo3N，獲得業(yè)主及總包方均認(rèn)可。

國(guó)外火電工程的基本上要求消防設(shè)計(jì)采用NFPA標(biāo)準(zhǔn)。業(yè)主審查圖紙時(shí)，也經(jīng)常因設(shè)計(jì)方案與NFPA不對(duì)應(yīng)，提出審查意見(jiàn)。例如國(guó)標(biāo)《火力發(fā)電廠與變電站設(shè)計(jì)防火規(guī)范》(GB 50229－2006)7.1.11條“機(jī)組容量為300 MW以下的燃煤電廠，當(dāng)油浸變壓器容量為9×104kV?A及以上時(shí)，應(yīng)設(shè)置火災(zāi)探測(cè)報(bào)警系統(tǒng)、水噴霧滅火系統(tǒng)或其他滅火系統(tǒng)?！盢FPA 850中 7.8.6* “Transformers. Oil－filled main,station service, and start－up transformers not meeting separation or fire barrier recommendations in 5.2.4 or as determined by the fire risk evaluation should be protected with automatic water spray or foam－water spray systems.” 并未明確變壓器容量范圍。國(guó)標(biāo)GB 50229－2006 第7.1.10條，“封閉式運(yùn)煤系統(tǒng)建筑為鋼結(jié)構(gòu)時(shí)，應(yīng)設(shè)置自動(dòng)噴水滅火系統(tǒng)或水噴霧滅火系統(tǒng)?！盢FPA 850中 7.4.6.4 “Consideration should be given to the installation of an automatic water spray or sprinkler system over the conveyor belt and striker plate areas within the stacker－reclaimer.”未明確運(yùn)煤系統(tǒng)建筑的結(jié)構(gòu)形式。NFPA 850中6.2.1條對(duì)消防水量的計(jì)算方法為固定式消防滅火系統(tǒng)的最大需水量+不小于31.5L/s的消火栓需水量，與國(guó)內(nèi)標(biāo)準(zhǔn)也不同。設(shè)計(jì)人員也經(jīng)常忽視NFPA 20 “Pumps shall furnish not less than 150 percent of rated capacity at not less than 65 percent of total rated head. The shutoff head shall not exceed 140 percent of rated head for any type pump.“及NFPA 14”7.8.1.1* Manual standpipe systems shall be designed to provide 100 psi (6.9 bar) at the topmost outlet with the calculations terminating at the fire department connection”的規(guī)定。對(duì)這些類似問(wèn)題，建議是應(yīng)先與業(yè)主溝通，明確相關(guān)事宜，設(shè)計(jì)原則應(yīng)遵循項(xiàng)目合同的技術(shù)要求執(zhí)行，以避免商務(wù)索賠。

1.4 畫圖習(xí)慣及審圖體會(huì)

國(guó)外火電工程，業(yè)主與咨詢公司的圖紙審查可以說(shuō)是一切按合同辦事，若非條款要求不適用本工程，都應(yīng)遵循合同要求，否則有可能出現(xiàn)圖紙審查不通過(guò)、增加投資成本、影響工程進(jìn)度等不利情況，情況嚴(yán)重時(shí)將面臨索賠，損害中國(guó)公司的信譽(yù)和口碑。作者通過(guò)多次國(guó)外工程的審圖，總結(jié)了一些畫圖習(xí)慣，供讀者分享。在注明采用的標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范時(shí)應(yīng)謹(jǐn)慎，沒(méi)有英文版的標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范應(yīng)盡量不表示在圖紙上；若施工安裝單位為國(guó)內(nèi)公司，一些可套用國(guó)標(biāo)圖集的如支吊架、閥門井、排水井等大樣圖，建議不作為施工圖，除非業(yè)主咨詢公司明確要求；一些小口徑管道及耗材也應(yīng)開(kāi)列出來(lái)，法蘭及管道連接所配套的連接件也應(yīng)明確配套開(kāi)列；系統(tǒng)圖設(shè)計(jì)應(yīng)完善相關(guān)中英文版計(jì)算書以備審圖時(shí)所需；設(shè)備安裝圖應(yīng)注明各部件的材質(zhì)；設(shè)計(jì)說(shuō)明中應(yīng)簡(jiǎn)要說(shuō)明系統(tǒng)運(yùn)行原理；設(shè)計(jì)接口及界線處須注明參見(jiàn)的圖號(hào)等文件編號(hào)；英文應(yīng)前后對(duì)應(yīng)一致；單體建構(gòu)筑物平面布置圖中應(yīng)附上“key plan”索引圖；尊重國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)及國(guó)外咨詢公司的審查意見(jiàn)，對(duì)于有疑問(wèn)的地方應(yīng)與審查人深入討論后確定；審圖前一定要準(zhǔn)備必要的設(shè)計(jì)規(guī)范英文版，常用較重要的有《火力發(fā)電廠水工設(shè)計(jì)規(guī)范》(DL/T 5339－2006)(Code for hydraulic design of fossil fuel power plants)；《火力發(fā)電廠與變電站設(shè)計(jì)防火規(guī)范(英文版)》(GB 50229－2006)(Code for Design of Fire Protection for Fossil Fuel Power Plants and Substations)。

2 總述

國(guó)外火電工程水工設(shè)計(jì)的重點(diǎn)在于，需要通過(guò)技術(shù)經(jīng)濟(jì)性比較進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計(jì)，預(yù)估風(fēng)險(xiǎn)，提前作好預(yù)案及應(yīng)對(duì)措施，規(guī)避風(fēng)險(xiǎn)；一定要熟悉掌握工程合同技術(shù)要求，一切以合同為依據(jù)，根據(jù)工程特點(diǎn)及建設(shè)模式，相關(guān)設(shè)計(jì)應(yīng)合理可靠；圖紙深度一定要滿足該工程業(yè)主圖紙審查的要求。各國(guó)各工程的具體情況有所不同，只有形成國(guó)外工程完善的設(shè)計(jì)理念，有依據(jù)有延伸，才不至于在設(shè)計(jì)工程中錯(cuò)漏百出，方寸大亂，處處被動(dòng)。加強(qiáng)理解及學(xué)習(xí)國(guó)外標(biāo)準(zhǔn)；不斷學(xué)習(xí)積累國(guó)外工程的設(shè)計(jì)經(jīng)驗(yàn)；不斷提高項(xiàng)目管理及施工安裝等全面的設(shè)計(jì)咨詢能力，只有這樣才能適應(yīng)和滿足不斷發(fā)展的國(guó)外火電工程業(yè)務(wù)的需求。

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