余熱發電成套技術關鍵事實標準及其體系研究與工程應用示范

馮帥

余熱發電成套技術關鍵事實標準及其體系研究與工程應用示范

馮帥

針對我國水泥窯余熱發電成套技術在海外項目推廣中遇到的標準瓶頸問題，課題組織大量行業調研與專家會議，研制水泥窯余熱發電成套技術標準體系和關鍵技術標準，為水泥窯余熱發電成套技術項目“走出去”配套完整體系的技術標準支撐。開展水泥窯余熱發電標準體系、關鍵標準、比對手冊在海外水泥窯余熱發電工程的試點示范應用，實現我國技術標準對海外余熱發電貿易項目的技術主導作用。

余熱發電；水泥工業；事實標準；標準體系

近年來，隨著我國全球化戰略的全面推進以及在全球政治、經濟地位的大幅提升，我國優勢行業、優勢技術和優勢裝備“走出去”的步伐越來越快，許多行業以各種方式進入到了國際資源、社會服務、基礎設施建設等更高端、更敏感的領域。目前，成套技術出口已經成為我國國際貿易的一個重要支柱，而且具有強勁的發展勢頭。但是我國優勢技術在“走出去”時卻遇到了嚴重的“標準”瓶頸，一是我方提供的標準不配套、不齊全，二是我方提供的中文標準得不到外方業主的認可。造成這種局面的原因，一是目前一些優勢領域技術的標準體系還不完善，一些關鍵技術標準尚未制定；二是出口企業實際執行的已有的國家或行業標準沒有官方英文版本，沒有上升為國際性標準或者形成區域內的事實標準，而且我方已提供標準中的許多技術內容缺乏國內外水平對比，國外業主無從了解標準的水平，自然也難以認可。

針對出口企業和技術面臨的實際困境，在“十二五”科技規劃和《質量發展綱要（2011～2020年）》的指導下，依據市場導向、重點突破、促進貿易等原則，本課題選擇我國具有技術優勢和良好國際市場前景的水泥窯余熱發電成套技術，開展相關國家標準和行業標準轉化為國際貿易事實標準、有關中外標準比對揭示、試點示范和推廣模式等方面的研究，推動水泥窯余熱發電成套技術關鍵標準轉化成為國際貿易的事實標準。通過創建區域合作標準或雙邊互認標準開創中國標準國際化的新途徑，為解決我國標準國際化程度不高，制約成套技術出口的瓶頸問題提供示范，實現中國產品、中國技術及中國標準的同步“走出去”，增強傳統產業可持續發展的能力，以科研為基礎助推技術出口，以科技為平臺助力標準走向國際，為我國產業轉型和國際貿易發展提供重要支撐。圖1為課題總體路線圖。

圖1　課題總體路線圖

1　關鍵技術標準研制

研制水泥窯余熱發電成套技術標準中的關鍵技術標準，為水泥窯余熱發電成套技術項目“走出去”配套技術標準支撐。

根據項目總承包的流程，水泥窯余熱發電技術標準體系中的關鍵標準主要涵蓋三大方面：一為設備標準，由于水泥窯余熱發電的工藝與常規火力發電不同，其利用水泥窯煙氣換熱進行發電，取熱裝備沒有爐膛的燃燒過程而只有換熱裝置，因此余熱鍋爐具有特殊性。設備標準主要針對取熱環節的關鍵裝備余熱鍋爐，本課題目標為編制《水泥窯余熱利用裝備技術條件》。二為設計標準，設計標準涵蓋工藝、電氣、水工、土建與總圖等各個專業。在課題研究之前，課題組已提前完成GB50588-2010《水泥工廠余熱發電設計規范》的編制與發布。三為施工與驗收標準，涵蓋余熱發電的土建施工、設備安裝、電站調試等全過程的標準化操作流程、質量控制等條例，課題目標為編制《水泥工廠余熱發電工程施工及質量驗收規范》。

課題收集、整理與分析水泥窯余熱利用裝備和已建水泥工廠余熱發電工程施工與驗收過程、操作流程、質量控制、制度規程等資料；測試與驗證標準中關鍵的熱力參數，確定與編寫行業標準《水泥窯余熱利用裝備技術條件》和國家標準《水泥工廠余熱發電工程施工及質量驗收規范》。

《水泥窯余熱利用裝備技術條件》規范了水泥窯余熱利用工程中余熱資源利用裝備的技術條件，內容包括：余熱資源的確定；配套余熱鍋爐參數和型號的確定；鍋爐設計的技術要求；配套輔機及附件的要求；檢測與監控儀表及裝置的配置要求；制造要求；油漆、包裝、標志和隨機文件；安裝和使用要求；驗收以及質量責任。該標準將為水泥工廠余熱發電提供先進、適用、經濟、可靠的標準化裝備的技術條件。

《水泥工廠余熱發電工程施工及質量驗收規范》針對新建或改擴建的水泥工廠生產線增加余熱發電分支系統，提出了合理的施工與驗收規范，為水泥工廠余熱發電工程提供了切實可行的施工與驗收標準依據。基本內容框架包括：施工準備和配合；余熱鍋爐以及附屬管道和設備的安裝與驗收；煙風管道的安裝、連接、絕熱、保溫與驗收；汽輪機設備及系統的安裝；汽輪機發電機組的調試、啟動、試運行；管道安裝、清洗、驗收；焊接材料、工藝、焊后熱處理、測量檢查、質量標準；熱工施工、安裝、檢測、調試、驗收；電氣設備及系統；水處理工程施工與驗收；建筑工程施工與驗收；整套發電工程的啟動和調試。

圖2為關鍵技術標準研制路線圖。

GB50588-2010《水泥工廠余熱發電設計規范》、JC/T 2258-2014《水泥窯余熱利用裝備技術條件》、GB51005-2014《水泥工廠余熱發電工程施工及質量驗收規范》三項核心標準的研制與頒布在國際上具有創新性，國內外都還沒有針對性非常強的水泥行業余熱發電相關標準規范。

2　余熱發電技術標準體系研究

針對水泥窯余熱發電成套技術標準體系不完善、標準不配套、不完整等問題，系統研究并構建覆蓋裝備、工藝、系統等層面的支撐水泥窯余熱發電成套技術出口的綜合性技術標準體系；構建以法律、法規和強制性標準為依據，以自愿性標準為主體的標準體系；構建以中國標準為主，并采納國際標準、發達國家先進標準、先進企業標準的成套裝備及技術出口標準體系。

技術標準體系屬于應用體系，立足于實現高質量國際成套工程總承包，是包括技術標準和管理標準的標準體系。標準體系的完整性、安全性、可靠性、先進性、包容性、適應性體現在以下方面：標準體系包括國際標準、區域標準、國家標準、行業標準、企業標準等，應以中國標準為基礎，但必須進行中外相關技術標準比對揭示。為確保標準體系的先進性和可靠性，應采納先進的國外標準或采納標準中相關的條款項。標準體系應包括涉及工程建設的質量、安全、衛生、環境保護的強制性標準，具有涉及國家主權法律的屬性，必須進行中外相關國家強制性標準的比對揭示，提出對不同國家強制性標準的版本管理，確保標準體系對項目市場國的包容性、適應性，并為雙邊互認、區域合作掃清法律障礙。標準體系對涉及到安全、環保、減排的指令條文，應有明確的解決和跟蹤方案。

針對不同國家和地區市場的標準體系應有不同的解決方案。應了解國際咨詢商的技術標準架構，了解雙邊互認、區域合作方的技術標準架構思路，對業主提出的特定標準要求應提供解決的辦法。為適應社會發展和技術進步，標準體系應有動態的調整過程，應有“標準體系”的基礎文本和升級版本。

水泥窯余熱發電成套技術標準體系基于工程總承包應包括：技術標準體系、管理標準體系、商務合同文本、國內外標準對比分析四大部分內容。圖3為水泥窯余熱發電標準體系框架圖。

通過對水泥窯余熱發電成套技術系列標準進行歸納、整理與分析，按照管理與技術兩大類（技術部分同時包括裝備、工藝、系統、設計、安裝、施工與驗收等），構建水泥窯余熱發電成套技術標準體系。最終完成包括法律法規、管理標準、技術標準、采購標準、后期服務標準、工程經濟標準、經濟運行標準等工程總承包標準約1 070條，編寫完成了支撐水泥窯余熱發電成套技術出口的綜合性技術標準體系文件。

圖2　關鍵技術標準研制路線圖

圖3　水泥窯余熱發電標準體系框架

3　水泥窯余熱發電成套技術標準應用示范

針對制約水泥窯余熱發電成套技術出口的我國標準國際化程度不高等問題，組織水泥窯余熱發電成套技術標準及其體系在海外工程項目的應用示范；跟蹤試點示范應用效果，及時發現總結技術標準體系中標準以及規范性文件中可能存在的適用性和時效性問題，進一步補充和完善水泥窯余熱發電成套技術標準體系；建立“水泥窯余熱發電成套技術標準國際應用試點數據庫”，為探索和推廣我國優勢成套技術標準成為國際貿易事實標準、促進我國優勢成套技術的國際貿易的發展積累基礎信息資源，為與水泥窯余熱發電成套技術出口相關的設計、制造、工程施工和運行維護等企業提供服務，實現我國技術標準對海外余熱發電貿易項目的技術主導作用。

三項水泥窯余熱發電核心標準連同整個中國發電標準體系通過海外工程總承包項目一起進入海外市場，被大量海外業主接受并逐漸被海外行業接受，進而成為海外項目中的事實標準。因此，成為事實標準的關鍵是依托海外項目，通過項目開展實施的全過程，逐步讓業主接受中國標準，這是一個不斷交流、理解、認可并接受的過程。課題組與國外業主進行了標準內容的論證與解釋；針對標準中雙方存在矛盾的參數或條款進行計算分析或測試驗證；根據計算或測試結果，提出參數偏差表；帶領國外業主到已采用事實標準的項目現場進行參觀與考察；將關鍵事實標準寫入海外水泥窯余熱發電工程項目合同。項目執行過程完全按照事實標準內容進行，最終得到業主的全面認可，拿到業主的項目關閉認可PAC文件，證明事實標準能完全應用于海外項目中。圖4為成套技術標準應用示范路線框架圖。

圖4　成套技術標準應用示范路線框架圖

4　課題成果與效益

通過近4年的研究工作，課題取得了如下豐碩成果：

（1）完成《水泥窯余熱發電技術標準體系》并應用于海外水泥窯余熱發電工程。

（2）完成GB51005-2014《水泥工廠余熱發電工程施工及質量驗收規范》的標準制定并發布。完成標準對應英文版的翻譯工作，已向國家相關部委申報正式發布英文版。

（3）完成JC/T 2258-2014《水泥窯余熱利用裝備技術條件》的標準制定并發布。完成標準對應英文版的翻譯工作，已向國家相關部委申報正式發布英文版。

（4）三項核心標準GB50588-2010《水泥工廠余熱發電設計規范》、JC/T 2258-2014《水泥窯余熱利用裝備技術條件》、GB51005-2014《水泥工廠余熱發電工程施工及質量驗收規范》已被海外超過50%的余熱發電業主接納采用，成為行業的事實標準。

（5）完成在土耳其NUH水泥廠余熱發電工程和阿聯酋Fujairah水泥廠余熱發電工程的示范基地應用。

通過本課題的研究，在海外項目水泥窯純低溫余熱發電成套技術和設備訂購合同中，我國標準使用份額≮50%。成套技術標準的使用將有效解決現存的成套技術出口瓶頸問題，消除優勢技術出口的主要障礙，直接支撐水泥窯余熱發電成套技術出口，支持我國優勢技術的規模化貿易，也為其他相關技術和標準的同步走出去探索出全新的工作模式和機制，促進我國優勢技術的全方位國際突破。

本課題的經濟與節能減排效益也十分顯著。據初步測算，未來5年內預計實現200條配套余熱發電成套技術出口，可產生40億美元的直接經濟效益。200套余熱發電機組建成后，每年可以節約煤炭消耗295萬噸，減少二氧化碳排放量約720萬噸。

課題研究成果具有廣闊的推廣應用前景，將直接支撐水泥窯余熱發電技術相關的成套裝備出口和技術工程承包，直接拉動與該技術相關的水泥窯成套裝備產業鏈的發展，增強傳統產業可持續發展的能力。同時進一步擴大余熱發電技術在冶金、建材、化工、電力、電信、軌道交通、石油等產業的應用，進一步提高出口裝備的技術含量，增強行業的國際競爭力。

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

通訊地址：中材節能股份有限公司，天津300400；2016-07-19；編輯：趙蓮