经过为期两年的紧张建设,某新建电厂两台机组相继投产发电。期间虽然经历了重重困难和种种波折,但最终,两台机组都能在计划工期以内顺利通过168小时试运,且机组投产后运行情况良好,综合来看,这两年多的辛勤工作,总算是幸不辱命。
一、热控设备概况
本工程采用采用炉、机、电及主要辅助系统(车间)分类集中控制方式。两台机组合设一个集中控制室。烟气脱硫控制系统采用独立的控制系统(与主机DCS相同),控制点在辅网控制室;水、灰渣等系统各采用PLC网络控制,最终纳入辅控网,各自生产车间附近的控制室内设有临时操作员站,辅网控制点设置在输煤综合楼的辅网控制室内。
本工程分散控制系统(DCS)采用北京日立控制系统有限公司提供,其总体结构为设置每台机组的DCS网络和2台机组的公用系统DCS网络。机组的DCS网络覆盖的范围包括锅炉及其辅助系统控制、汽机及其辅助系统控制。机组DCS系统其功能范围包括了数据采集系统(DAS)、顺序控制系统(SCS)、模拟量控制系统(MCS)、炉膛安全监控系统(FSSS)。公用系统DCS网络通过网桥可与任意一台机组的网络双向交换数据,由某一台机组的运行操作人员对进入公用网络的系统进行监控。具体由哪台机组的运行操作人员监控通过权限的设定(通过软切换开关)指定。单元机组全部实现LCD监控。每台机组设6台操作员站,运行人员在集中控制室内通过LCD操作员站实现机组启/停运行的控制、正常运行的监视和调整以及机组运行异常与事故工况的处理。集中控制室背景墙设置4台65″液晶电视用于DCS画面、趋势的监视(每台机组2台),4台65″液晶电视用于全厂工业电视显示(每台机组2台)。集中控制室内不设后备监控设备和常规显示仪表,仅保留少数独立于DCS的硬接线紧急停机、停炉、跳发电机断路器等的控制开关。单元机组分散控制系统DCS按照功能分散和物理分散的原则设计,主要功能包括数据采集系统(DAS)、模拟量控制系统(MCS)、顺序控制系统(SCS)、锅炉炉膛安全监控系统(FSSS)。汽机数字电液控制(DEH)、汽机紧急跳闸系统(ETS)、小汽机数字电液控制(MEH)、小汽机紧急跳闸系统(METS)随主机设备成套,均采用与单元DCS相同的硬件,与机组DCS实现一体化。燃油泵房、空压机站等单元机组共用系统纳入公用DCS系统,均可由两台单元机组DCS操作员站进行监控,并设置相互操作闭锁。
公用辅助车间(系统)主要有凝结水精处理、化学补给水处理、汽水取样及加药、综合水泵房、锅炉除灰系统、锅炉除渣系统、输煤系统等,全部采用MODICON-QUANTUN系列PLC实现程序控制。车间级分设水系统控制网络、灰渣系统控制网络、输煤系统控制网络即“水”、“煤”、“灰”三个PLC控制网络。在化学水处理车间控制室内通过水网的操作员站可对锅炉补给水处理系统、凝结水精处理系统、化学取样及加药系统、综合水泵房、补给水泵房、工业废水处理系统、生活污水处理系统、供氢站进行监控;在灰渣控制室通过灰网的操作员站可对除灰、除渣进行监控;在输煤控制室通过煤网的操作员站可对输煤、含煤废水处理系统进行监控。各辅助车间控制室不再设常规控制仪表盘。
本工程主要的设备选型如下:
1)随主设备配供的变送器为罗斯蒙特3051系列变送器及少量ABB变送器,其它变送器为霍尼韦尔公司ST系列变送器;
2)测温元件、压力表为安徽中能公司产品;
3)进口电动执行机构大部分采用ROTORK产品,小部分采用SIPOS及EMG产品;国产执行机构大部分采用扬修产品,小部分采用上仪产品;气动门控制器主要采用ABB及西门子产品。
4)磁伸缩液位计采用K-TEK产品;超声波、导波雷达料位计绝大部分采用E+H产品。
5)逻辑开关(压力、差压、液位)采用SOR公司产品;
6)高温高压仪表阀门采用英国SAFELOK产品;国产仪表阀门采用镇江化工仪表电器有限公司产品。
7)风量测量装置采用南京东大科技服务中心有限公司产品;
8)热控实验室压力校验装置采用北京博世康产品;温度校验装置采用FLUKE产品。
锅炉房的变送器、压力开关、差压开关均就地分片小集中,布置在就地仪表保护箱或保温箱内。汽机房的变送器、压力开关、差压开关均就地分片小集中,采用仪表架安装。
风机油系统就地控制柜、给煤机微机控制柜、空预器间隙调整就地柜、空预器主控柜、磨煤机油站控制柜、胶球清洗程控柜等随主、辅设备配供的控制柜均就地靠近受控设备布置。
旁路系统采用一级高压旁路(主蒸汽)系统装置,高压旁路系统装置由高压旁路阀(高旁阀)、喷水调节阀、喷水隔离阀及其执行机构等组成,由CCI成套供货。旁路控制系统纳入机组DCS控制。
在基建过程中,从设计、招标、供货、安装到调试各个环节环环相扣,任何一个环节存在问题,都将对最终的工程质量造成不良的影响。如果想要建设一个优质的精品工程,就必需把握好工程中的各个环节,缺一不可。细节决定成败,只有尽量多的关注工程中的每一个细节,才有可能将我们的工程完成的尽善尽美。下文将针对本工程热控专业的一些经验和教训,进行总结和反思。
二、工程设计
设计是工程建设的源头和基础,优秀的设计会使工程建设事半功倍,反之,一个糟糕的设计则会使工程建设事倍而功半。同时一个良好的开端是成功的一半,同样,一个不良的开端则会严重拖累到后续的各项工作。对于本工程热控专业来说,设计中的亮点主要有以下几点:
1、主机DCS、脱硫DCS与汽机DEH、ETS以及小机MEH、METS采用相同的的DCS硬件和软件,整合为一个一体化的DCS控制系统,减少了与DCS需要进行通讯的子系统,提高了系统运行的可靠性,同时,有利于热控人员对于整个控制系统的学习及掌握,减少了备件的种类及库存数量,使得整个控制系统更加便于维护。
2、与DCS控制系统类似,各辅助车间控制系统统一采用了QUANTUM系列PLC,有利于整个辅网控制系统的构建和无缝融合。使得全厂重要的控制系统仅基于两个平台的产品,一个是日立的DCS,一个是MODICON QUANTUM系列PLC,便于热控人员对控制系统能更好的进行维护。
3、尽可能的统一了全厂热控设备的选型。对于热控设备中最常见的变送器以及执行机构的品牌都尽可能的进行了统一,变送器主要使用的是霍尼韦尔产品,进口执行机构主要使用ROTORK产品,国产执行机构主要使用扬修产品,减少了所使用设备的品牌,有利于减少今后维护过程中备品备件的库存数量,同时更加方便要求设备生产厂家提供现场服务。
4、脱硝以及吹灰控制系统都取消了供货厂家原始设计的PLC控制系统,将其控制逻辑都通过DCS来进行实现,简化了控制系统的构成,节省了成本。
上面提到了几条本工程中热控设计的几个亮点,但在本工程中,设计中的存在不足要远远多于优点,本工程中,仅某设计热控专业所出具的设计变更就有52条之多,仅从热控设计变更的数量来说,热控专业的设计是比较失败的。这些设计当中所存在的问题,也给基建期间热控的后续工作造成了许多困扰,造成整个基建期的热控工作显得颇有些步履维艰。下面就关于设计当中所存在的不足一一道来。
1、设计当中关于施工及供货范围的界限规定不合理也不够清晰明了,造成了施工单位关于施工范围及乙供设备的采购有许多推诿扯皮的地方。比如,某设计院热控专业的第1条设计变更就是关于厂供电缆的敷设及接线的,最初施工图中关于这项内容的描述就是厂供电缆的敷设及接线由设备厂家来负责完成,事实上这样描述是极不合理的,随设备供货的电缆,供货厂家是无法再安排人员来敷设电缆和接线的,然而施工单位却会根据这样的条款一则拒绝施工,二则索要工程量签证。为了推进热控安装工作,不得不提出设计变更。再列举一例,热控专业在计划吹管之前出版了一个设计变更是关于DCS机柜内部接线的,当时已临近吹管,在进行MFT调试时才发现MFT至其它许多控制器的硬接线信号都没有设计电缆,原因是设计院将其作为机柜内部接线处理而将电缆供货、敷设和接线的责任推给了DCS厂家,导致这部分设计遗漏,施工单位不见到设计变更拒不安排施工,经过多次交涉才最终解决此问题,然而也险些影响了#1炉的吹管工作。在施工图以及施工合同当中,类似的漏洞比比皆是。出现这样的现象很大一部分原因是因为设计院为了规避自己的设计责任,减少自身设计的工作量所导致的,设计院将许多电缆都设计为归设备厂家供货后,这部分的设计责任就也相应的推给了厂家。这一部分的接线图、电缆清册等内容便以厂家图纸为准,导致很多册的图纸设计深度事实上无法满足工程的需要(关于厂供电缆这一块,个人认为应该审慎对待,除非时招标前就能确定型号、规格数量的电缆,其它不建议将其列为厂供,下文将针对电缆有单独的说明)。另外,施工合同中关于各标段施工界限的划分也存在一定的问题,某些区域存在交叉或者遗漏,这两种情况都会导致施工单位间互相推诿扯皮从而使部分工程无人施工。比如集控楼#2机组的电缆桥架,同时有两个条款对此区域的桥架施工范围进行划分,且划分后的所属标段各不相同,因而导致集控楼#2机组电缆桥架施工问题拖延数月一直得不到解决,#2电缆桥架的施工也推迟了至少两个月。与此相反,#1、2冷却塔区域溢流坑液位计及塔池补水电动门的,按区域划分设备安装属D标段,而电缆按照系统划分则分属A、B标段,但是从配电间至就地设备的电缆沟按分工属于土建专业,此部分的施工按照区域划分的,但是等到需要敷设电缆的时候,D标段已经施工完毕撤离,此部分工程相当于成了盲区,无人肯承担施工,结果导致冷却塔补水电动门迟迟无法正常投用。还有,施工合同中以及施工图中关于乙供材料的界定一定要合理,比如热控使用的仪表管,在施工合同中此部分材料归施工单位采购,然而在管阀清册中,部分仪表管开列的是属于厂供,事实上,如果未在技术协议供货范围中列明仪表管的规格数量时,厂供仪表管的质量和数量都是无法得到保证的,个人认为,合同中应尽量减少关于材料供货方的交叉现象,同一种材料,如果存在着几方供货的情况,很大的可能都会导致某一方或某几方存在漏供、拒供的现象。这种情况会导致后续催货工作中增加大量的人工和时间成本。归根结底,还是因为合同的条款欠缺严密性及合理性造成这种现象。在合同条款进行审核时,有时候我们还需要站在施工方或者供货方的角度进行换位思考,有些合同条款对我方有利但对对方比较苛刻的,实际上最终执行时都会存在难度,合同执行的效果都可能会大打折扣,反而增加了后续工作的难度。
2、热控专业的部分施工图设计由某设计院分包给某某设计院,两个设计院之间的配合存在一定的脱节现象,造成出图进度缓慢,施工图质量不高,存在一定的错误和遗漏。例如热控仪表成套设备以及变送器在招标前某某设计院的施工图尚未出版完毕,导致招标前仍无法精确统计各类仪表的数量,甚至在招标完成后,还有一定数量的仪表需要增补采购。另外,某设计院各专业之间的配合也存在一定问题,在热控施工图中,都存在因锅炉、汽机、电气专业提资不及时,导致热控图纸未及时更新从而使设计中存在各种错误和遗漏。比如,给煤机空气炮就是因为某设计院锅炉专业提资不及时,导致热控专业遗漏了空气炮控制部分的设计。问题尤其严重的是暖通专业与热控专业的配合,按常规来说,暖通控制部分也应由热控专业来进行设计,然而由于某设计院热控室与暖通室之间的某些历史遗留问题,导致两个专业间极其不配合,他们的分工原则是如果暖通控制系统含在暖通设备内招标,则归暖通专业设计;如果暖通控制系统单独进行招标,则由热控专业进行设计。对于某新建电厂,暖通主设对于控制部分不甚了了,且设计时又难以接受他人的修改意见,因而将暖通控制系统的设计责任全部推卸给了暖通供货商,而供货商内部本身又存在分工冗繁以及分包现象,导致暖通控制系统在进行设计时困难重重,整个设计最终千疮百孔、错漏百出,很多时候安装工作都无法按图进行,只能要求厂家现场进行指导。在施工时暖通主设又拒不接受我方的变更意见,导致施工进度推进极其困难。在发生主设与我方配合较差时,应果断向领导申请更换该专业的主设人员,以免将设计中的不足不断放大以致难以收拾。
3、设计图纸与设备供货时的最终版图纸出入甚大,甚至有完全牛头不对马嘴的地方。在热控专业的设计变更中,有很大一部分都是因为最终供货的设备与设计院所提供的施工图完全无法对应。最具代表性的就是送风机、一次风机油站的施工图与设备随机资料中的图纸完全风马牛不相及,总之两者都无法与现场设备相对应,而厂家也无法确认哪个版本的图纸可以与现场设备相符,因为油站是由风机厂家的分包商所提供的,资料的流转环节一多就容易发生脱节。最终来回兜了数圈才索要到了一份与设备相符的图纸。而引风机则是完完整整漏掉了电机油站没有设计。在初设时,引风机与送风机、一次风机一样是只有一个油站的,而最终供货时修改了设计增加了引风机电机油站却未及时通知热控专业主设,导致如此重要的设备居然遗漏了设计。类似的问题还有不少,例如循泵液控蝶阀、EH油站、磨煤机油站等等,或多或少都存在问题。造成这种现象的原因有如下几条,一是因为工期紧凑,图纸出版周期较短,催图也催的比较急甚至有时是按照电子版图纸来进行设计,导致设计时粗枝大叶,设计质量不高;二是因为国内供货商在进行提资时内部流程管理不严谨,过于随意,有时仅仅为了应付导致提供的资料版本陈旧,或者是厂家图纸更新后未及时通知我方以及设计院;三则是因为专业内部之间沟通欠缺,审图时未相关专业同时进行。
4、施工图中所开列的材料数量缺口较大,施工单位在安装工作进行时最为关心的就是施工图所开列材料的数量是否能满足现场的需求,一旦材料存在较大缺口,材料或设备的供应难以为继,将会严重制约现场的施工进度。对某设计院而言,某新建电厂是其设计的首台百万级的项目,很多材料的数量都是参考60万项目来进行开列的,因而与现场实际出入很大。另外还有很大一部分材料被开列为厂供,而实际设备厂家并不提供所开列的材料,所以导致厂供材料这一块存在很大的缺口。本工程针对电缆、仪表管等前前后后出版了多次设计变更才基本保证了现场材料的供应。
三、催图及审图
在安装期间,图纸提交的进度与设备供货的进度同等重要,甚至,图纸的提交相比设备供货需要更多的提前量。因为在拿到图纸之后,还需要进行仔细而谨慎的审图,才能在错误及缺憾在转变为事实之前将其消除,问题需要将其解决在萌芽期间,一旦形成了既成事实,作出修改的难度远远大于其发生之前。本工程热控专业在催图方面个人认为是比较及时的,基本未发生因供图不及时影响到现场施工的情况,然而在审图方面,做得却有些欠缺。热控专业的很多设计变更,是在安装过程中发现问题后才提出的,而不是图纸审核的过程中发现的,这就说明图纸审核的工作还没有完全做到位。限于工程经验,在初步进行审图时,所着眼的角度有些偏离了审图的目的,仅仅只是发现一些表面上存在的设计错误或者不完善的地方,而且未要求监理严格按照工程管理制度来组织施工图会审,会审时大部分只是邀请了运行人员与热控专业一同进行热控系统图的审核,而对于热控现场施工更加具有实用价值的材料清册、接线图等部分进行详细的会审。导致只至在安装过程中才发现图纸与现场设备不符,从而使热控安装工作的进行极为被动。在进行系统图的审核时,需要要求相关工艺专业的工艺流程图与热控仪表系统图共同进行审核,才能发现热控部分与机务部分是否相符。另外在技术协议签订时,应对设备供货厂家提供设计的资料作出更加详细和严格的要求,同时与设备厂家设计人员、设计院主设加强沟通,以保障设备提资的准确和正确。施工图审核的重点个人认为有以下三点:一是与机务、工艺专业图纸是否相符,有无缺漏;二是材料规格数量是否满足现场安装的需求,是否会在供货或采购过程中引起分歧和纠纷;三是需要与设备随机资料相对照,看看施工图与现场设备是否能对应上,图纸会审不仅仅要审核设计院所出版的蓝图,设备随机资料中的图纸同样也需要进行审核,毕竟在目前设计院这种设计深度下,现场很多安装工作是以设备随机资料中的图纸作为依据的。另外还有一点建议,是否在催图时各重点专业便安排一名有经验的专业人员在设计院进行催图工作的同时,对设计院各主设所完成的施工图初稿进行审核,将有些将来预计会碰见的问题尽早消除在萌芽当中。
四、设备招标及选型
设备的招标工作是设备采购过程中的第一个环节,也是一个最重要的环节。通常招标的时间安排非常紧凑,从开始到结束只有一周左右,往往一个专业在一个批次当中会有多个设备同时进行招标,而且对于热控专业来说,还需要配合其它专业进行招标,工作任务相当繁重,事实上对于招标文件的审阅往往只能是做到走马观花而已,仅仅依靠这几天的时间是很难把握好招标工作中的各项细节的。要做好设备的招标工作,功夫多花在招标期间之前。俗话说“凡事预则立、不预则废”,在设备进行招标之前,需要做好以下三点:
1、仔细审核设备的技术规范书,规范书中的条款是否完整而严密,对于设备技术规范书的审核,个人认为应该着重于供货清单与供货范围的描述是否一致,凡是在技术规范书的条款中要求设备供货方供货的,都应该在供货清单中有所体现,包括随设备配供的辅助配件、材料等等(对于热控专业来说尤其是电缆、仪表管、阀门、接头、垫片等材料)因为在执行技术协议时,供货方事实上都是以供货清单为准的,即便是在条款中有所限定,供货方也是有可能不认账的,这样就会极容易引起供货过程的纠纷。例如东锅厂所供设备如点火系统、空预器间隙、热点监测等设备的电缆,因为在合同中并未对以上设备电缆的供货作出详细的约定,而且也未出现在供货清单中,仅有一条笼统的条款“供货范围内工艺检测仪表和控制设备的设计由卖方负责,接口在就地接线盒或设备的端子排上。从检测设备、控制设备(含执行机构)到就地接线盒的电缆和就地接线盒(柜)由卖方设计和提供”,针对这个条款,东锅厂就会提出对于他们有利的理解,从而拒绝供应这一部分电缆。一旦面对合同当中这样实实在在涉及到双方利益的条款,靠沟通是很难解决问题的。还有脱硝部分的电缆桥架情况也是如此,对于电缆桥架也只是有一个笼统的条款,供货清单中未开列,结果就是东锅厂拒绝提供这部分桥架,而电缆桥架属于乙供,但设计院的材料清单中也未开列这一部分,所以这部分桥架的供货就又造成了纠纷。上述两例事实上都对热控安装过程造成了一定的影响。在工期如此紧张的局面下,任何一点不利的影响对于整个施工进度都是有可能造成蝴蝶效应的,不利的结果会不断被放大。
2、招标前充分做好有关设备选型的调研。作为专业人员都希望现场能使用的是质量可靠、使用方便、口碑好的产品,尤其是进口产品。然而在当前的市场环境下,产品品牌众多,产品质量参差不齐,某些产品还存在着虚假宣传,甚至还存在曾经质量可靠口碑好的产品,质量出现下滑或是有以次充好的现象。这就需要做大量调研工作,确保推荐入围的品牌都是禁得起考验的。因为事前准备的比较充分,在热控专业所选择的设备当中,变送器、进口仪表阀、工艺阀、风量风速测量装置、热控试验室设备的选型就目前来看还是比较令人满意的。
3、把握好入围厂家的门槛。想要采购到价廉而又物美的产品,仅仅做好设备选型还是不够的,入围厂家的选择也很重要。通常拥有业绩较多的供货商,在保证供货质量及供货进度方面都相对可靠。同时,对于那些希望投机取巧走捷径的厂家,应坚决剔除。
另外再提一点关于另一方面的问题,为了便于设备随机资料及备品备件、专用工具的管理,招标时应严格要求供货方应将随机资料、备品备件及专用工具都单独统一包装进行发货。以免在随设备供货时由于施工单位保管不善造成遗失。
五、设备供货及开箱验收
设备在招标后,工作重点就要放在保障设备供货进度及质量上。热控专业在保障设备供货进度这方面还算可圈可点,设备供货基本都满足了现场安装的需求。在这方面的一点点心得就是设备供货宜早不宜迟,只有货到现场,设备催货的工作才算是告一段落,在这其中,供货方的任何承诺都是有可能变卦的。供货计划要提前着手安排,同时还要积极与供货商保持沟通,随时掌握设备的备货情况。遇到供货存在困难时要及时向领导反映,以寻求其它途径得以解决。但是在收货过程中有一点需要改进的就是,为了减少中间环节,在告知供货方收货人及收货地址时,将施工单位的仓库管理人员作为了收货人,但这种方式对于及时掌握第一手到货情况是不利的。为了更好的了解设备到货情况,还是应该将工程部的专业人员作为收货人。
开箱验收的目的一是为了检查设备到货的规格型号与数量是否与供货清单相符,二来是为了检查有无外观损伤以及设备质量、供货来源是否可靠。因为热控专业的设备数量和种类都比较多,而且还有很大一部分设备是随工艺设备成套供货的。因此热控开箱的工作量相对来说还是比较大的。对于本工程,热控专业开箱验收做得只能说基本完成了任务,核对了设备型号、数量,查出了部分假冒伪劣的产品而已。但是由于开箱时人员未固定,只是需要开箱时谁有空谁参加,结果是对于整个开箱的盘点工作还是比较混乱的,而且也没有建立一个完善的开箱台帐,往往设备开完箱之后,设备的存放、使用情况都未及时掌握。鉴于此,建议开箱工作还是应确定人选专门负责开箱验收工作,并及时建立设备开箱的台帐,有助于掌握到货或缺件的情况。说到这里,再提一个另一方面的问题,在设备开箱时,针对电动执行机构的控制板,在备品备件中开列的都是1套,但是供货商往往都只供其中一块,甚至是其中最便宜的一块。因为对于不同品牌的执行机构,执行机构内的控制板名称、数量都是不一致的,1套执行机构控制板很容易造成歧义,因此在执行机构做配件时,最好是按整台执行机构来开列。
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