基于PDMS熱控電纜橋架設(shè)計優(yōu)化

賈 杰，趙永剛，韓洛奇

(內(nèi)蒙古電力勘測設(shè)計院，內(nèi)蒙古 呼和浩特 010020)

基于PDMS熱控電纜橋架設(shè)計優(yōu)化

賈 杰，趙永剛，韓洛奇

(內(nèi)蒙古電力勘測設(shè)計院，內(nèi)蒙古 呼和浩特 010020)

本文結(jié)合呼和浩特金山電廠工程施工圖設(shè)計，詳細(xì)介紹了采用PDMS三維設(shè)計軟件進(jìn)行熱控電纜橋架、熱控就地盤柜、電纜豎井等布置設(shè)計；建立了熱控橋架、設(shè)備等標(biāo)準(zhǔn)、非標(biāo)準(zhǔn)元件庫；優(yōu)化電纜橋架的設(shè)計方法。與同類型機(jī)組對比，達(dá)到了減少熱控電纜橋架工程量的目的，對電纜橋架精確設(shè)計有積極的意義。

熱控；電纜橋架；Plant Design Management System(PDMS)；優(yōu)化。

采用傳統(tǒng)的CAD進(jìn)行電纜橋架通道設(shè)計普遍存在著碰、撞、漏等一些通病，造成設(shè)計橋架工程量不準(zhǔn)確、布置不合理、施工單位任意更改、設(shè)計變更量增加、多次增補(bǔ)合同等現(xiàn)象，嚴(yán)重影響到設(shè)計單位的聲譽(yù)。隨著PDMS軟件在電站設(shè)計中的廣泛采用，熱控電纜橋架的精確設(shè)計成為可能。

1 三維設(shè)計原則與方案規(guī)劃

采用三維設(shè)計進(jìn)行空間建模后，無論是面對整體的統(tǒng)籌優(yōu)化設(shè)計，還是錯綜復(fù)雜的空間布置，都能夠盡展所長，能夠有效避免人為設(shè)計所產(chǎn)生的設(shè)計誤差，此外，各專業(yè)設(shè)計人員可以直接通過PDMS協(xié)同設(shè)計平臺進(jìn)行設(shè)計，既有助于各個專業(yè)設(shè)計人員及時了解當(dāng)前的設(shè)計信息，同時還為所有設(shè)計人員提供了一個協(xié)同設(shè)計配合空間，使大家更好更快地完成專業(yè)間配合工作，各個專業(yè)的設(shè)計都能在平臺上進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計，避免現(xiàn)場施工過程中出現(xiàn)的大量設(shè)計修改工作，從而熱控專業(yè)能夠完成電纜橋架通道的精確設(shè)計。具體三維電纜橋架設(shè)計優(yōu)化流程見圖1。

1.1 PDMS軟件橋架元件庫的建立

PDMS軟件自身提供的橋架元件庫種類、數(shù)量不全，不能滿足工程設(shè)計需要，這就要求我們必須新增和完善橋架元件庫，新增的熱控電纜橋架元件主要分為以下四部分：

圖1 三維電纜橋架設(shè)計優(yōu)化流程

第一部分，建立梯型電纜橋架元件庫。由于主廠房B—C列電子設(shè)備間下電纜橋架、汽機(jī)房電纜橋架大多需要梯型橋架，因此梯型橋架元件庫需要新增。

第二部分，原橋架元件庫的完善。由于橋架元件尺寸的正確與否關(guān)系到最終出圖的準(zhǔn)確，以及橋架元件尺寸需要參與模型的碰撞檢查，故需重新設(shè)置電纜橋架碰撞空間。

第三部分，還有一些特殊的、非標(biāo)準(zhǔn)的電纜橋架元件如異徑彎通、異徑三通、異徑四通等需要主設(shè)人在設(shè)計工程中進(jìn)行設(shè)計工作的橋架元件，為了在出圖時能正確提取材料，此部分也需要新增。

第四部分，有的橋架在設(shè)計過程中需要可變角度、可變寬度、可變高度，為了方便設(shè)計者在設(shè)計中靈活應(yīng)用，故需要新增調(diào)角片、調(diào)寬片、調(diào)高片、彎接片等。

利用PDMS軟件材質(zhì)庫工具，我們建立了工程設(shè)計所需要的碳素結(jié)構(gòu)鋼橋架、鋁合金橋架和阻燃玻璃鋼橋架材質(zhì)庫，為電纜橋架的精確設(shè)計和工程量統(tǒng)計打下基礎(chǔ)。新建部分電纜橋架元件見圖2。

圖2 新建部分電纜橋架元件

1.2 PDMS軟件電纜橋架碰撞空間的設(shè)置

為了使新建三維模型能更好的檢查碰撞，碰撞空間的設(shè)計必不可少。三維設(shè)計最直接的好處就是避免碰撞。我院熱控處結(jié)合工程設(shè)計規(guī)程和工程實際情況，制定了熱控橋架與管道相互間凈距和熱控橋架相互層間距離。當(dāng)熱控橋架走向與熱力管道平行時，它們之間的凈距為500mm；當(dāng)熱控橋架走向與熱力管道交叉時，它們之間的凈距為250mm；當(dāng)熱控橋架走向與其它管道平行時，它們之間的凈距為100mm；電纜橋架層間距離不小于150mm；最上層至構(gòu)筑物、梁底、電纜溝頂距離不小于200mm；最下一層至主廠房內(nèi)地坪距離不小于2000mm；最下一層至電纜夾層地坪距離不小于200mm。

1.3 PDMS軟件熱控就地盤柜、豎井模型建立

為了使設(shè)計人員做施工圖在三維平臺能準(zhǔn)確估計電纜橋架長度、同時為業(yè)主節(jié)省電纜橋架量，在三維模型中有必要確定熱控就地盤柜、豎井的位置。根據(jù)就地?zé)峥乇P柜、電纜豎井特征，應(yīng)用PML語言開發(fā)出插件(見圖3、圖4)。

2 在三維平臺上規(guī)劃熱控電纜橋架通道

在呼和浩特金山電廠2×300MW機(jī)組工程設(shè)計中，根據(jù)院內(nèi)確定的各專業(yè)三維設(shè)計程序，逐步開展熱控電纜橋架布置設(shè)計，直至設(shè)計出熱控主廠房電纜橋架主通道模型(見圖5)。

圖3 自動生成就地盤柜插件

圖4 自動生成電纜豎井插件

圖5 三維電纜橋架主通道模型

由圖中可以看出，復(fù)雜的廠房布局在三維環(huán)境中變得一目了然，三維設(shè)計在空間布局設(shè)計尤其在錯綜復(fù)雜的空間布置中更加具有無可比擬的優(yōu)勢，能夠有效地避免空間碰撞。此外，通過三維模型，工藝設(shè)備、熱控電氣盤柜布置直觀可見，可以方便地根據(jù)就地設(shè)備管道的實際布置確定電纜橋架走向及接口位置。

由于分支橋架目標(biāo)終點重要集中在就地控制箱、接線盒、儀表保護(hù)箱、執(zhí)行機(jī)構(gòu)區(qū)域，其中執(zhí)行機(jī)構(gòu)區(qū)域采用接線盒形式集中。根據(jù)三維空間中電纜終端設(shè)備的位置以不影響通道及檢修的原則進(jìn)行定位。

3 優(yōu)化各區(qū)域電纜橋架規(guī)格和層數(shù)

3.1 確定不同規(guī)格電纜橋架能夠敷設(shè)電纜根數(shù)

根據(jù)中國工程建設(shè)標(biāo)準(zhǔn)化協(xié)會標(biāo)準(zhǔn)《鋼制電纜橋架工程設(shè)計規(guī)范》，按照電纜橋架空置

原則對各種形式電纜橋架可以敷設(shè)的電纜根數(shù)統(tǒng)計見表1。

表1 各種形式電纜橋架可以敷設(shè)的電纜根數(shù)

3.2 根據(jù)可敷設(shè)電纜根數(shù)優(yōu)化電纜橋架規(guī)格及層數(shù)

由于過去受熱控規(guī)程、規(guī)范的制約，設(shè)計主通道及分支橋架均采用預(yù)估的方式，以往2×300MW機(jī)組工程主廠房各區(qū)域電纜橋架的層數(shù)及規(guī)格見表2。

表2 以往工程主廠房各區(qū)域電纜橋架的層數(shù)及規(guī)格

根據(jù)呼和浩特金山電廠2×300MW機(jī)組工程主廠房熱控電纜清冊電纜根數(shù)，以均衡敷設(shè)原則，計算出每一個電纜通道可敷設(shè)的電纜根數(shù)，由此對電纜橋架的層數(shù)及規(guī)格進(jìn)行優(yōu)化，并取消原鍋爐兩側(cè)電纜豎井，各用10節(jié)800×150、5節(jié)600×150、5節(jié)300×150槽式直通橋架取代，具體優(yōu)化見表3。

表3 優(yōu)化后各區(qū)域主廠房電纜橋架的層數(shù)及規(guī)格

4 結(jié)論

呼和浩特金山電廠2×300MW機(jī)組工程熱控電纜橋架三維設(shè)計優(yōu)化完成后，利用PDMS數(shù)據(jù)庫功能開發(fā)出自動統(tǒng)計電纜橋架數(shù)量軟件包，實現(xiàn)了基于PDMS平臺電纜橋架量的自動統(tǒng)計及實現(xiàn)報表輸出，輸出報表見表4。

表4 呼和浩特金山電廠工程熱控電纜橋架用量明細(xì)

續(xù)表4

從上述數(shù)據(jù)可以看出，使用PDMS軟件設(shè)計優(yōu)化熱控橋架通道走向和就地?zé)峥乇P柜布置，同時優(yōu)化各空間電纜橋架寬度、層數(shù)具有明顯的經(jīng)濟(jì)效益、設(shè)計手段先進(jìn)、控制區(qū)域劃分合理等優(yōu)點。經(jīng)過調(diào)研，某同類型機(jī)組熱控電纜橋架量為290.557t，現(xiàn)將2×300MW煤粉爐火電機(jī)組熱控電纜橋架控制在245t內(nèi)，明顯減少了相應(yīng)的工程投資。今后隨著熱控電纜橋架通道、就地設(shè)備布置在三維空間與工藝專業(yè)管道及設(shè)備、電氣專業(yè)橋架的更加合理布置，優(yōu)化效果將會更加明顯。

[1]中國工程建設(shè)標(biāo)準(zhǔn)化協(xié)會．鋼制電纜橋架工程設(shè)計規(guī)范[S]．北京：中國計劃出版社，2006．

[2]AVEVA．VANTAGE PDMS．PDMS MONITOR Reference Manual[Z]．2003．

[3]AVEVA．VANTAGE PDMS．PDMS PARAGON Reference Manual[Z]．2003．

[4]AVEVA．VANTAGE PDMS．PDMS ADMIN User Guide[Z]．2003．

Optimizing Design of I&C Cable Tray Based on PDMS

JIA Jie, ZHAO Yong-gang, HAN Luo-qi
(Inner Mongolia Power Exploration and Design Institute, Hohhot 010020, China )

This article depends on the detailed design of Huhhot Jinshan power plant.We design the path of cable tray and the position of instrument, control panel and cable shaft, establish the library of standard and nonstandard cable tray and instrument with PDMS software, and optimize for the design method of cable tray. By comparing with cable tray weight of the similar unit, the aim of reducing cable tray weight is obtained. This study has positive meaning to accurate design of cable tray.

instrument and control (I&C); cable tray; plant design management system(PDMS); optimize.

TM621

B

1671-9913(2012)02-0038-05

2012-04-11

賈杰(1965- )，男，內(nèi)蒙古人，高級工程師，從事電廠熱工自動化設(shè)計與研究工作。