FPSO改裝項目主甲板電纜托架的設計

張鵬++袁姍

摘 要：本文根據(jù)在某2艘FPSO改裝項目對主甲板電纜托架設計的經(jīng)驗，介紹了FPSO改裝中主甲板電纜托架的設計要點和注意事項。

關鍵詞：FPSO；電纜托架；設計；要點

中圖分類號：U671.915 文獻標識碼：A

Design of Cable Trays on Main Deck for FPSO Conversion

ZHANG Peng，YUAN Shan

（ Chengxi Shipyard （Guangzhou） Co.， Ltd. Guangzhou 511462 ）

Abstract： Based on the experience from the conversion project of two FPSOs， this paper introduces the design of cable trays on main deck of FPSO conversion.

Key words： FPSO； Cable Tray； Design； Key point

1 引言

FPSO （Floating Production Storage and Offloading）即海上浮式生產(chǎn)儲油卸油裝置，可對原油進行初步加工并儲存，被稱為“海上的石油工廠”。FPSO具有抗風能力強、適應水深范圍廣、儲/卸油能力大，以及可轉(zhuǎn)移、重復使用的優(yōu)點，廣泛適用于遠離海岸的深海、淺海海域以及邊際油田的開發(fā)，已成為海上油氣田開發(fā)的主流生產(chǎn)方式，有廣泛的使用價值。

2 FPSO主甲板電纜托架的范圍和要求

FPSO B和FPSO C是由繼FPSO A后中船澄西（廣州）承接的2艘FPSO大型改裝工程，改裝項目涉及全船，其中生活區(qū)由龍穴造船廠負責，其它區(qū)域包括機艙、主甲板、首樓等區(qū)域由中船澄西（廣州）負責。

這兩個FPSO的改裝項目中，主甲板電纜托架承擔著連接尾部機艙區(qū)域、上層建筑和主甲板各個模塊以及首樓艙室設備的橋梁作用，是整個FPSO的交通大動脈。其中連接發(fā)電機模塊和高壓配電板的高壓托架上共計有143根高壓電纜；低壓電力托架上低壓單芯電纜有440根，低壓多芯電纜1 274根，共計1 714根低壓電纜；儀表托架上電纜共計1 609根。另外，主甲板上布置了大量的電儀設備，每個設備根據(jù)電纜的規(guī)格和安裝形式要求不同，選擇不同的電纜托架、托槽或者電纜管連接到主干托架上或設備之間互相連接。多點系泊、輸油平臺以及克令吊模塊也需要電纜托架連接。主甲板上模塊多、管子多、情況復雜，設計的好壞直接影響到后續(xù)電纜的敷設進度、施工難度和質(zhì)量。

3 主甲板電纜托架的設計要點

3.1 主干托架的基本要求與選擇

根據(jù)ABS規(guī)范和SBM規(guī)格書的要求，電力電纜和儀表電纜必須分開敷設，間距要求≥300 mm；高壓電纜和其他電纜分開敷設，間距要求≥600 mm；儀表電纜廣播通用報警系統(tǒng)要分成AB兩路，兩路電纜不能敷設在一個托架上；低壓電力電纜中的報警閃光燈也要分AB兩路。每個模塊對應一定數(shù)量的電纜，綜合考慮左右舷模塊布置的不同，經(jīng)過核對電纜冊，我們可以初步確定電纜托架的數(shù)量和寬度。

綜合考慮以上因素，在設計主甲板電纜托架時，左舷主干電纜托架如圖1所示：三層主干托架，三排一起，由尾部夾層的托架引出，連接尾部電氣儀表控制室（ENIF）、尾部集控室和主甲板模塊以及首部設備間的電儀設備。根據(jù)電纜冊中左舷模塊的電纜數(shù)量和外徑，計算出左舷高壓托架寬度為1 200 mm，數(shù)量為1路；低壓儀表托架寬度為1 000 mm，數(shù)量為4路；儀表托架寬度為1 000 mm，數(shù)量為4路。

右舷有高壓發(fā)電機模塊，所以右舷高壓托架會多一些，經(jīng)過計算，右舷電纜托架如圖2所示：三層托架，四排一起，上層為高壓托架，寬度為1 200 mm、1 200 mm、700 mm和1 200 mm；中層為低壓電力托架，寬度為1 000 mm；下層為儀表托架，寬度為1 000 mm。

3.2 左右舷電纜互通托架的設計

根據(jù)電纜冊和電氣設備布置圖，有一些電纜是需要從左舷拉到右舷，所以在設計主干電纜托架時需要布置一些托架來連通左右舷的主干托架，見圖3。

除了主甲板中部的互通電纜托架以外，在尾部夾層電纜托架也是連通的。左右兩舷電纜托架在首部匯合到一個大的托架支撐上進入首樓控制室，所以在首部也是連通的，首部電纜托架如圖4所示。匯合到首部的只是一部分托架，供首樓儀表間、蓄電池間、儲藏間和消防泵間的電纜使用，經(jīng)過計算，托架寬度別為1 000 mm的電力電纜托架3個和寬度為1 000 mm的儀表電纜托架3個。

4 主甲板電纜托架設計的注意事項

4.1 電纜托架連接處的設計

在電纜托架連接處每隔一段距離必須設計一個緩沖帶，以適應船舶在不同海況和工況運行時可能產(chǎn)生的電纜伸縮。在緩沖帶電纜托架斷開處，我們采用聚四氟乙烯板來解決電纜在緩沖區(qū)域安裝的問題。

緩沖帶約1 200 mm寬，在這個部位電纜有一個自然的下彎，在電纜下部安裝一個特氟龍板，電纜捆扎好敷設在特氟龍板上，這個橡膠板有一定的伸縮性，能滿足電纜伸縮緩沖的要求，實際安裝效果見圖5。

4.2 輸油平臺處電纜托架的設計

輸油平臺有大量的儀表電纜和一些低壓電力電纜，儀表電纜中廣播通用報警系統(tǒng)要分成AB兩路.兩路電纜不能敷設在一個托架上；低壓電力電纜中的報警閃光燈也要分AB兩路；因此，輸油平臺的托架需要兩路低壓電力托架和兩路儀表電纜托架對廣播與通用系統(tǒng)進行AB路的分路。在開始設計時，只有一路電力托架和一路儀表托架。發(fā)現(xiàn)問題后，更改為圖6所示。

4.3 電纜托架與管子的干涉

主甲板上有大量的管子，而到每個設備都有電纜托架或電纜托槽，如何避免碰撞是電纜托架設計的重點。在建模的時候主干電纜托架與幾路主要的管路系統(tǒng)是分好各自位置的，兩邊是托架中間是燃油管路系統(tǒng)，不過有個別的管子支路需要從左舷到右舷穿過電纜托架，這時一般的處理方法是如果管子很大就從托架下面的支撐之間走，或者加高管子支撐從電纜托架上面走。管路從托架上部走的時候根據(jù)規(guī)范要求，不能有法蘭之類的連接件，只能用焊接式。

主甲板上主要的干涉是到設備的分支托架與分支管路之間的干涉。在處理這個問題時，由于不能在三維軟件Navisworks上直接建模，只能先用東欣SPD建模軟件把主甲板的電氣模型都建好，然后輸出產(chǎn)生一個DXF文件，之后用Navisworks打開這個DXF文件，保存生成一個.nwd的文件，這個.nwd的文件可以和SBM提供的Navisworks全船模型合并成一個模型，全船模型上已經(jīng)有SBM設計好的管路模型，合并就可以在這個模型上檢查新加的電氣模型是否有干涉，如圖7所示，管子支撐和電纜槽之間的干涉一目了然。

在模型上檢查有干涉后，需修改SPD模型，然后重新合并再次檢查模型，模型不干涉后出施工圖紙，這樣就能保證圖紙的正確性。

5 主甲板電纜托架設計的改進意見

在FPSO的主甲板電纜托架設計和安裝過程中，有以下幾方面問題需要改進：（1）同一舷的托架之間也應該適當?shù)卦O置一些連通，比如左舷的低壓電力托架之間適當?shù)卦黾右恍┻B通，以便于電纜就近拉放，節(jié)省電纜；（2）類似輸油平臺這樣有大量電纜的重要模塊，分支應該電力儀表各設計兩路，這樣才能滿足規(guī)范的要求；（3）左右舷走道上方應該多設置一些分支托架，以便舷邊的電氣儀表設備電纜敷設，這樣就不會出現(xiàn)大量電纜槽從走道上方跨過的情況。

參考文獻

[1] HI39621-PEDWELPG449412 FPSO MOUNTING DETAILS TYPICALS.

[2] HI39621-PEDWELPG447100 FPSO UPPER DECK OVERALL MAIN

CABLE TRAY LAYOUT.

[3] ABS Rules 2009.endprint