基于PDMS熱控電纜橋架設計優化

賈 杰，趙永剛，韓洛奇

(內蒙古電力勘測設計院，內蒙古 呼和浩特 010020)

基于PDMS熱控電纜橋架設計優化

賈 杰，趙永剛，韓洛奇

(內蒙古電力勘測設計院，內蒙古 呼和浩特 010020)

本文結合呼和浩特金山電廠工程施工圖設計，詳細介紹了采用PDMS三維設計軟件進行熱控電纜橋架、熱控就地盤柜、電纜豎井等布置設計；建立了熱控橋架、設備等標準、非標準元件庫；優化電纜橋架的設計方法。與同類型機組對比，達到了減少熱控電纜橋架工程量的目的，對電纜橋架精確設計有積極的意義。

熱控；電纜橋架；Plant Design Management System(PDMS)；優化。

采用傳統的CAD進行電纜橋架通道設計普遍存在著碰、撞、漏等一些通病，造成設計橋架工程量不準確、布置不合理、施工單位任意更改、設計變更量增加、多次增補合同等現象，嚴重影響到設計單位的聲譽。隨著PDMS軟件在電站設計中的廣泛采用，熱控電纜橋架的精確設計成為可能。

1 三維設計原則與方案規劃

采用三維設計進行空間建模后，無論是面對整體的統籌優化設計，還是錯綜復雜的空間布置，都能夠盡展所長，能夠有效避免人為設計所產生的設計誤差，此外，各專業設計人員可以直接通過PDMS協同設計平臺進行設計，既有助于各個專業設計人員及時了解當前的設計信息，同時還為所有設計人員提供了一個協同設計配合空間，使大家更好更快地完成專業間配合工作，各個專業的設計都能在平臺上進行優化設計，避免現場施工過程中出現的大量設計修改工作，從而熱控專業能夠完成電纜橋架通道的精確設計。具體三維電纜橋架設計優化流程見圖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、數量不全，不能滿足工程設計需要，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 三維電纜橋架設計優化流程

第一部分，建立梯型電纜橋架元件庫。由于主廠房B—C列電子設備間下電纜橋架、汽機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系到最終出圖的準確，以及橋架元件尺寸需要參與模型的碰撞檢查，故需重新設置電纜橋架碰撞空間。

第三部分，還有一些特殊的、非標準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人在設計工程中進行設計工作的橋架元件，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，有的橋架在設計過程中需要可變角度、可變寬度、可變高度，為了方便設計者在設計中靈活應用，故需要新增調角片、調寬片、調高片、彎接片等。

利用PDMS軟件材質庫工具，我們建立了工程設計所需要的碳素結構鋼橋架、鋁合金橋架和阻燃玻璃鋼橋架材質庫，為電纜橋架的精確設計和工程量統計打下基礎。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置

為了使新建三維模型能更好的檢查碰撞，碰撞空間的設計必不可少。三維設計最直接的好處就是避免碰撞。我院熱控處結合工程設計規程和工程實際情況，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。當熱控橋架走向與熱力管道平行時，它們之間的凈距為500mm；當熱控橋架走向與熱力管道交叉時，它們之間的凈距為250mm；當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；最上層至構筑物、梁底、電纜溝頂距離不小于200mm；最下一層至主廠房內地坪距離不小于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

為了使設計人員做施工圖在三維平臺能準確估計電纜橋架長度、同時為業主節省電纜橋架量，在三維模型中有必要確定熱控就地盤柜、豎井的位置。根據就地熱控盤柜、電纜豎井特征，應用PML語言開發出插件(見圖3、圖4)。

2 在三維平臺上規劃熱控電纜橋架通道

在呼和浩特金山電廠2×300MW機組工程設計中，根據院內確定的各專業三維設計程序，逐步開展熱控電纜橋架布置設計，直至設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，復雜的廠房布局在三維環境中變得一目了然，三維設計在空間布局設計尤其在錯綜復雜的空間布置中更加具有無可比擬的優勢，能夠有效地避免空間碰撞。此外，通過三維模型，工藝設備、熱控電氣盤柜布置直觀可見，可以方便地根據就地設備管道的實際布置確定電纜橋架走向及接口位置。

由于分支橋架目標終點重要集中在就地控制箱、接線盒、儀表保護箱、執行機構區域，其中執行機構區域采用接線盒形式集中。根據三維空間中電纜終端設備的位置以不影響通道及檢修的原則進行定位。

3 優化各區域電纜橋架規格和層數

3.1 確定不同規格電纜橋架能夠敷設電纜根數

根據中國工程建設標準化協會標準《鋼制電纜橋架工程設計規范》，按照電纜橋架空置

原則對各種形式電纜橋架可以敷設的電纜根數統計見表1。

表1 各種形式電纜橋架可以敷設的電纜根數

3.2 根據可敷設電纜根數優化電纜橋架規格及層數

由于過去受熱控規程、規范的制約，設計主通道及分支橋架均采用預估的方式，以往2×300MW機組工程主廠房各區域電纜橋架的層數及規格見表2。

表2 以往工程主廠房各區域電纜橋架的層數及規格

根據呼和浩特金山電廠2×300MW機組工程主廠房熱控電纜清冊電纜根數，以均衡敷設原則，計算出每一個電纜通道可敷設的電纜根數，由此對電纜橋架的層數及規格進行優化，并取消原鍋爐兩側電纜豎井，各用10節800×150、5節600×150、5節300×150槽式直通橋架取代，具體優化見表3。

表3 優化后各區域主廠房電纜橋架的層數及規格

4 結論

呼和浩特金山電廠2×300MW機組工程熱控電纜橋架三維設計優化完成后，利用PDMS數據庫功能開發出自動統計電纜橋架數量軟件包，實現了基于PDMS平臺電纜橋架量的自動統計及實現報表輸出，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

續表4

從上述數據可以看出，使用PDMS軟件設計優化熱控橋架通道走向和就地熱控盤柜布置，同時優化各空間電纜橋架寬度、層數具有明顯的經濟效益、設計手段先進、控制區域劃分合理等優點。經過調研，某同類型機組熱控電纜橋架量為290.557t，現將2×300MW煤粉爐火電機組熱控電纜橋架控制在245t內，明顯減少了相應的工程投資。今后隨著熱控電纜橋架通道、就地設備布置在三維空間與工藝專業管道及設備、電氣專業橋架的更加合理布置，優化效果將會更加明顯。

[1]中國工程建設標準化協會．鋼制電纜橋架工程設計規范[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，內蒙古人，高級工程師，從事電廠熱工自動化設計與研究工作。