儀表主橋架在大型石油化工裝置中的規(guī)劃與設(shè)計(jì)①

盧尚勇

(河北寰球工程有限公司)

儀表主橋架在大型石油化工裝置中的規(guī)劃與設(shè)計(jì)①

盧尚勇

(河北寰球工程有限公司)

根據(jù)現(xiàn)行設(shè)計(jì)特點(diǎn)和規(guī)劃理念，結(jié)合具體實(shí)際應(yīng)用經(jīng)驗(yàn)，闡述了在整個(gè)設(shè)計(jì)周期內(nèi)儀表主橋架的規(guī)劃設(shè)計(jì)要點(diǎn)。

儀表主橋架 石油化工裝置 橋架設(shè)計(jì)規(guī)劃

隨著工業(yè)智能化、信息化和自動(dòng)化的發(fā)展與應(yīng)用，現(xiàn)代化大生產(chǎn)逐漸成為主流。對(duì)于大型石油化工裝置中高度集中的控制方式，由于其電纜數(shù)量較多，導(dǎo)致地溝直埋和支吊電纜敷設(shè)方式無(wú)法滿足實(shí)際應(yīng)用要求，因此空間橋架敷設(shè)方式應(yīng)運(yùn)而生。目前，儀表主橋架在大型石油化工裝置中普遍應(yīng)用，對(duì)儀表主橋架進(jìn)行合理的規(guī)劃、布局和設(shè)計(jì)，既可以降低電纜投資，又可以增加施工便利性。在此，筆者根據(jù)儀表主橋架在實(shí)際工程設(shè)計(jì)中的應(yīng)用，介紹了從初步設(shè)計(jì)到施工圖紙?jiān)O(shè)計(jì)過(guò)程中需要考慮的問(wèn)題。

1 儀表主橋架選型

大型石油化工裝置中，儀表主橋架的選型是按照裝置內(nèi)儀表點(diǎn)的數(shù)量和分布情況綜合考慮得出的。儀表專(zhuān)業(yè)橋架大多為槽式(圖1)，常用的型號(hào)(W×H)有800mm×200mm、600mm×200mm、400mm×200mm、300mm×200mm及200mm×100mm等。

圖1 槽式儀表橋架

化工裝置儀表點(diǎn)數(shù)量多、種類(lèi)復(fù)雜、分布不均勻，且其框架不僅層數(shù)多、面積也較大。首先針對(duì)設(shè)備的布置考慮橋架的類(lèi)型，再根據(jù)管道專(zhuān)業(yè)對(duì)儀表點(diǎn)在框架內(nèi)的分配情況進(jìn)行調(diào)整。根據(jù)實(shí)際工程經(jīng)驗(yàn)，一般選用的儀表橋架空間剩余量在40%左右，以便在裝置運(yùn)行中進(jìn)行優(yōu)化改造。合理的橋架型號(hào)可以有效保證電纜的順利敷設(shè)。

但是，如果裝置內(nèi)成套設(shè)備(如煤化工裝置中的備煤裝置)過(guò)多，由于設(shè)備廠家提供的儀表信號(hào)點(diǎn)與實(shí)際設(shè)備儀表點(diǎn)數(shù)量相差較大，建議在進(jìn)行儀表橋架選型時(shí)考慮較大的余量。

2 橋架走向的細(xì)化

在對(duì)儀表主橋架進(jìn)行初步選型和布置后，需要在三維模擬軟件中按照初選的路徑和實(shí)際橋架類(lèi)型進(jìn)行1∶1建模(圖2)與仿真。仿真效果在模

圖2 儀表主橋架三維模型

擬路徑的同時(shí)，在很大程度上也可以檢查是否與管道專(zhuān)業(yè)管線和電氣專(zhuān)業(yè)橋架有碰撞，當(dāng)出現(xiàn)碰撞問(wèn)題后可及時(shí)在路徑中進(jìn)行修改調(diào)整，進(jìn)而更新平面圖紙路徑與之相匹配。

在三維模型中體現(xiàn)橋架的另外一個(gè)重要作用就是合理布置橋架的架構(gòu)支撐。通過(guò)實(shí)時(shí)同步仿真模型可以了解支撐或者吊架的位置，在針對(duì)橋架設(shè)置支撐的同時(shí)也可以考慮多專(zhuān)業(yè)協(xié)同作用，比如管道專(zhuān)業(yè)的管線與儀表專(zhuān)業(yè)的橋架、電氣專(zhuān)業(yè)的橋架與儀表專(zhuān)業(yè)的橋架；也可以減少由于管線位置密集而導(dǎo)致的無(wú)法安裝的情況。細(xì)化結(jié)果極大地增加了現(xiàn)場(chǎng)施工情況的明了性，縮短了施工周期。

3 橋架復(fù)雜走向的剖面分析

橋架復(fù)雜走向如圖3所示。儀表橋架一般敷設(shè)在結(jié)構(gòu)框架上，最理想的路徑為沿著框架的某個(gè)層面少?gòu)澢?、少翻層。但由于工程?xiàng)目的特殊性，在考慮可行性的同時(shí)還需對(duì)投資成本進(jìn)行評(píng)估。實(shí)際施工過(guò)程中，儀表橋架常與管道管線、電氣橋架在同一層進(jìn)行規(guī)劃，總體的設(shè)計(jì)在一定程度上增大了橋架局部走向的復(fù)雜性、彎曲、翻折、再?gòu)澢?、再翻折。這就需要設(shè)計(jì)人員在施工圖紙中按照設(shè)計(jì)意圖進(jìn)行局部分析、解剖，以降低施工人員誤解圖紙、錯(cuò)誤施工的幾率，減少在施工過(guò)程中對(duì)繁瑣走向的理解時(shí)間，為施工質(zhì)量和項(xiàng)目進(jìn)度提供保障。

圖3 橋架復(fù)雜走向

4 橋架內(nèi)部隔板比例劃分

電纜承載著現(xiàn)場(chǎng)與機(jī)柜間信息交互的重任。目前，智能儀表大多采用國(guó)際統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)4～20mA信號(hào)(弱電信號(hào))進(jìn)行傳輸，導(dǎo)致信號(hào)極易受到外界和電纜的影響，因此需做好電纜的保護(hù)和屏蔽。按照相關(guān)設(shè)計(jì)規(guī)范和工程經(jīng)驗(yàn)，針對(duì)儀表橋架隔板比例，儀表信號(hào)類(lèi)型大致可分為隔爆、本質(zhì)安全(以下簡(jiǎn)稱(chēng)本安)和220V(AC)供電3種(圖4)。其中隔爆信號(hào)類(lèi)型按照常用信號(hào)類(lèi)型可以進(jìn)一步細(xì)分為24V(DC)供電(主要用于電磁閥和部分四線制儀表的供電)和隔爆儀表信號(hào)。本安信號(hào)本身在其回路中限制了能量。220V(AC)為強(qiáng)電，產(chǎn)生的電磁場(chǎng)對(duì)弱電會(huì)有一定的影響。

圖4 橋架隔板示意圖

另外，在對(duì)橋架劃分隔板比例時(shí)，還需考慮電纜線徑和纜線數(shù)量，以免線徑過(guò)大或者數(shù)量過(guò)多、隔板分配不合理造成空間不足。

5 結(jié)束語(yǔ)

現(xiàn)代自動(dòng)控制過(guò)程投資成本較大，因此合理規(guī)劃、設(shè)計(jì)儀表主橋架可以極大地降低整個(gè)工程項(xiàng)目的顯性成本，同時(shí)也會(huì)減少隱形成本。筆者總結(jié)了從初步設(shè)計(jì)到施工圖紙?jiān)O(shè)計(jì)過(guò)程中需要考慮的問(wèn)題，希望能為其他工程項(xiàng)目的儀表主橋架設(shè)計(jì)提供一定的參考。另外，除上述幾點(diǎn)情況外，實(shí)際工程項(xiàng)目的多專(zhuān)業(yè)協(xié)同合作性也是重要的因素。因此，設(shè)計(jì)施工人員仍需進(jìn)一步探索儀表主橋架路徑的優(yōu)化，使該部分布局更加成熟。

PlanningandDesignofInstrumentMainCableTrayforLarge-scalePetrochemicalPlant

LU Shang-yong

(HebeiHuanqiuContracting&EngineeringCo.,Ltd.)

Based on the existing design features and planning concepts and combined with the specific application experiences, key points of planning and designing the main cable tray in the design cycle were expounded.

main cable tray for instrument, petrochemical plant, planning for cable tray design

盧尚勇(1986-)，助理工程師，從事石油化工工程設(shè)計(jì)工作，lushangyong@hqcec.com。

TH703.9

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1000-3932(2017)06-0599-03

2016-12-02，

2016-12-28)