基于電纜敷設(shè)軟件的電纜主橋架分析與優(yōu)化

劉慶，陳志強(qiáng)

(山東電力工程咨詢院有限公司，山東 濟(jì)南 250013)

0 引言

電纜橋架設(shè)計(jì)是火力發(fā)電廠設(shè)計(jì)的一項(xiàng)主要內(nèi)容，設(shè)計(jì)是否合理直接影響現(xiàn)場施工質(zhì)量和進(jìn)度，同時還制約著電纜敷設(shè)工作。常規(guī)電纜橋架走向及容量往往是根據(jù)工程經(jīng)驗(yàn)進(jìn)行設(shè)計(jì)，雖然現(xiàn)有設(shè)計(jì)平臺不斷完善，通過三維設(shè)計(jì)軟件的幫助已能解決大部分的橋架碰撞問題，但主橋架容量偏大或偏小的問題還是時有發(fā)生。因此，尋求一個切實(shí)可行的容量統(tǒng)計(jì)方法并進(jìn)行橋架優(yōu)化，對橋架設(shè)計(jì)有明確的指導(dǎo)意義。

山東電力工程咨詢院有限公司(SDEPCI)開發(fā)的“SDEPCI電廠熱控電纜數(shù)字化布線”軟件已經(jīng)在在神華神東上灣總承包(EPC)工程、神華神東郭家灣EPC工程、魯能哈密EPC工程以及魯能和豐EPC工程中得到了成功的應(yīng)用。

本文將以新疆和豐發(fā)電廠一期2×300 MW工程為例，利用“SDEPCI電廠熱控電纜數(shù)字化布線”軟件中生成的電纜路徑走向表，對鍋爐側(cè)電纜橋架容量進(jìn)行分析并提出優(yōu)化方案。

1 工程概況

新疆和豐發(fā)電廠一期工程擬建設(shè)2×300 MW國產(chǎn)亞臨界空冷燃煤發(fā)電機(jī)組，電廠規(guī)劃容量為3000 MW(2×300 MW+4×600 MW)并留有再擴(kuò)建的條件。鍋爐為引進(jìn)型亞臨界參數(shù)汽包爐，自然循環(huán)、單爐膛、一次中間再熱、平衡通風(fēng)、燃煤、固態(tài)排渣、全鋼架結(jié)構(gòu)緊身封閉布置。采用四角切向布置的全擺動燃燒器，等離子點(diǎn)火，不設(shè)燃油系統(tǒng)。采用亞臨界、一次再熱、單軸雙缸雙排汽、直接空冷凝汽式汽輪機(jī)。制粉系統(tǒng)采用中速磨煤機(jī)冷一次風(fēng)機(jī)直吹式制粉系統(tǒng)，設(shè)置5臺中速磨煤機(jī)，4臺運(yùn)行1臺備用。給水系統(tǒng)采用單元制，每臺機(jī)組采用3×50%容量的電動調(diào)速給水泵，采用液力偶合器調(diào)速方式，2運(yùn)1備。給水系統(tǒng)中配置3臺100%容量的高壓加熱器，采用大旁路直接空冷機(jī)組。

2 電纜敷設(shè)過程

圖1為“SDEPCI電廠熱控電纜數(shù)字化布線”軟件電纜敷設(shè)流程。

圖1 “SDEPCI電廠熱控電纜數(shù)字化布線”軟件電纜敷設(shè)流程

軟件電纜敷設(shè)流程:

(1)確定主橋架方案，搭建走向網(wǎng)絡(luò)，形成電纜路徑走向圖。不同層間橋架通過豎井相連，廠區(qū)各車間之間連接電纜采用引線符號表示相對位置。電纜路徑節(jié)點(diǎn)編號規(guī)則和編號位置為:電纜路徑節(jié)點(diǎn)編號由1個字母和3位數(shù)字組成，如Z101，C203等。字母采用該節(jié)點(diǎn)所在區(qū)域或輔助系統(tǒng)的漢語拼音的第1個字母，如Z表示主廠房、C表示氣力除灰等;電纜路徑節(jié)點(diǎn)編號位置在三通/四通中心處、彎通中心處、橋架端頭、豎井及電纜溝端頭引線符號處。電纜豎井編號規(guī)則為:電纜豎井編號由電纜豎井+柱列號組成，對于相同柱列號的電纜豎井采用加后綴流水號“1，2，3……”的方式來區(qū)分。圖2為新疆和豐發(fā)電廠一期工程鍋爐運(yùn)轉(zhuǎn)層主橋架示意圖。

(2)定義儀表、機(jī)柜等設(shè)備位置信息，并將設(shè)備連通至電纜橋架。將相應(yīng)系統(tǒng)的電纜清冊或端子排出線表導(dǎo)入軟件，根據(jù)主廠房及輔助車間設(shè)備布置圖、管道安裝圖、熱控電子間盤柜布置圖、就地控制柜布置圖、電氣380V AC及6kV配電柜布置圖等資料，以儀表及機(jī)柜KKS編碼為設(shè)備唯一標(biāo)識碼，在橋架布置圖中完成設(shè)備賦值(即三維定位)，將設(shè)備與橋架連通(如圖3所示)。對于同路徑4根及以上電纜盡量采用小槽盒與電纜橋架主通道連接。

(3)設(shè)計(jì)成品生成。按照工藝系統(tǒng)及設(shè)備布置位置出圖，包括電纜橋架布置圖、電纜路徑走向圖、電纜敷設(shè)圖、電纜清冊、電纜路徑走向表、設(shè)備電纜匯總表、斷面電纜匯總表及設(shè)備材料匯總表等。

3 鍋爐側(cè)電纜橋架分析與優(yōu)化

新疆和豐發(fā)電廠鍋爐側(cè)主電纜橋架共設(shè)計(jì)8層，分別為鍋爐房底層、運(yùn)轉(zhuǎn)層、21.17 m 層、31.17 m層 、39.57 m 層、47.77 m 層、57.97 m 層及62.57 m層。結(jié)合生成的電纜路徑走向表，對橋架主要節(jié)點(diǎn)經(jīng)過的電纜數(shù)量進(jìn)行統(tǒng)計(jì)并提出優(yōu)化方案。

(1)#1鍋爐房底層橋架。由表1可以看出:爐前、爐后、爐左、空氣預(yù)熱器各處的電纜橋架布置層數(shù)偏多，橋架規(guī)格偏大，應(yīng)減少設(shè)計(jì)層數(shù)并降低橋架規(guī)格。

(2)#1鍋爐房運(yùn)轉(zhuǎn)層橋架。由表2可以看出:

1)爐右及空氣預(yù)熱器右側(cè)橋架(靠近電子間側(cè))的熱控電纜橋架的層數(shù)及規(guī)格能夠滿足放置所需電纜的要求。

2)爐前、爐后、爐左、空氣預(yù)熱器各處的橋架布置層數(shù)偏多，橋架規(guī)格偏大，應(yīng)減少層數(shù)或降低橋架規(guī)格。

3)磨煤機(jī)主橋架的層數(shù)偏少及規(guī)格偏小。該工程在B列為磨煤機(jī)電氣相關(guān)的電纜單獨(dú)布置了橋架，此處未考慮電氣6 kV電纜及其MCC電纜的數(shù)量，各工程應(yīng)結(jié)合實(shí)際需要，增加此處橋架的層數(shù)或增大橋架的規(guī)格。

(3)#1鍋爐21.17 m橋架。由表3可以看出:爐前、爐后、爐左、爐右、空氣預(yù)熱器各處的電纜橋架布置層數(shù)偏多，橋架規(guī)格偏大，應(yīng)減少設(shè)計(jì)層數(shù)并降低橋架規(guī)格。

(4)#1鍋爐31.17 m橋架。由表4可以看出:爐前、爐后、爐左、空氣預(yù)熱器各處的電纜橋架布置層數(shù)偏多，橋架規(guī)格偏大，應(yīng)減少設(shè)計(jì)層數(shù)并降低橋架規(guī)格。

(5)#1鍋爐39.57 m橋架。由表5可以看出:爐前、爐后、爐左、空氣預(yù)熱器各處的電纜橋架布置層數(shù)偏多，橋架規(guī)格偏大，應(yīng)減少設(shè)計(jì)層數(shù)并降低橋架規(guī)格。

(6)#1鍋爐47.77 m橋架。由表6可以看出:爐后、爐左的電纜橋架布置層數(shù)偏多，橋架規(guī)格偏大，應(yīng)減少設(shè)計(jì)層數(shù)并降低橋架規(guī)格。

(7)#1鍋爐57.97 m橋架。由表7可以看出:爐前、爐后、爐左的電纜橋架布置層數(shù)偏多，橋架規(guī)格偏大，應(yīng)減少設(shè)計(jì)層數(shù)，并降低橋架規(guī)格。

表1 #1鍋爐房底層橋架電纜容量統(tǒng)計(jì)及優(yōu)化

表2 #1鍋爐房運(yùn)轉(zhuǎn)層橋架電纜容量統(tǒng)計(jì)及優(yōu)化

表3 #1鍋爐21.17 m層橋架電纜容量統(tǒng)計(jì)及優(yōu)化

表4 #1鍋爐31.17 m層橋架電纜容量統(tǒng)計(jì)及優(yōu)化

表5 #1鍋爐39.57 m層橋架電纜容量統(tǒng)計(jì)及優(yōu)化

表6 #1鍋爐47.77 m層橋架電纜容量統(tǒng)計(jì)及優(yōu)化

表7 #1鍋爐57.97 m層橋架電纜容量統(tǒng)計(jì)及優(yōu)化

(8)#1鍋爐62.57 m橋架。由表8可以看出:該層的電纜橋架設(shè)計(jì)可滿足電纜容量需要。

表8 #1鍋爐62.57 m層橋架電纜容量統(tǒng)計(jì)及優(yōu)化

由以上各層分析可知:在電纜主橋架的初步設(shè)計(jì)階段，憑經(jīng)驗(yàn)預(yù)設(shè)的橋架大部分設(shè)計(jì)規(guī)格偏大，既增加了設(shè)計(jì)階段三維檢查碰撞次數(shù)和難度，又增加了施工難度，造成材料浪費(fèi)。磨煤機(jī)區(qū)域及運(yùn)轉(zhuǎn)層爐右側(cè)橋架設(shè)計(jì)規(guī)格偏小，現(xiàn)有設(shè)計(jì)的橋架不能滿足該區(qū)域電纜的敷設(shè)，可能會出現(xiàn)在現(xiàn)場無法增加橋架的情況，若不考慮電纜敷設(shè)裕量，會造成控制及反饋信號受干擾的問題。因此，該工程電纜主橋架設(shè)計(jì)需根據(jù)電纜統(tǒng)計(jì)量，采用優(yōu)化方案對設(shè)計(jì)進(jìn)行修改。

4 結(jié)束語

在生成電纜路徑走向表的前提下，對新疆和豐發(fā)電廠一期2×300 MW工程鍋爐側(cè)各層電纜橋架容量進(jìn)行了分析并提出了優(yōu)化方案。可對初步設(shè)計(jì)的橋架走向及設(shè)計(jì)規(guī)格做優(yōu)化調(diào)整，最終給出一個最有效、最精簡、最合理的橋架設(shè)計(jì)方案，避免了施工中材料及時間的浪費(fèi)，使工程造價趨于合理。

該分析方法打破了橋架設(shè)計(jì)靠現(xiàn)場經(jīng)驗(yàn)估算的設(shè)計(jì)習(xí)慣，為橋架方案提供了準(zhǔn)確有效的數(shù)據(jù)支持，設(shè)計(jì)變得可量化，極具說服力。該優(yōu)化方案的提出，可為同類型機(jī)組橋架設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)化提供借鑒及參考。

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［2］馬相坤.電纜敷設(shè)模擬系統(tǒng)的開發(fā)與應(yīng)用［J］.電力建設(shè)，2001，22(6):60 －61.

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