基于電纜敷設軟件的電纜主橋架分析與優化

劉慶，陳志強

(山東電力工程咨詢院有限公司，山東 濟南 250013)

0 引言

電纜橋架設計是火力發電廠設計的一項主要內容，設計是否合理直接影響現場施工質量和進度，同時還制約著電纜敷設工作。常規電纜橋架走向及容量往往是根據工程經驗進行設計，雖然現有設計平臺不斷完善，通過三維設計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生。因此，尋求一個切實可行的容量統計方法并進行橋架優化，對橋架設計有明確的指導意義。

山東電力工程咨詢院有限公司(SDEPCI)開發的“SDEPCI電廠熱控電纜數字化布線”軟件已經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用。

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

1 工程概況

新疆和豐發電廠一期工程擬建設2×300 MW國產亞臨界空冷燃煤發電機組，電廠規劃容量為3000 MW(2×300 MW+4×600 MW)并留有再擴建的條件。鍋爐為引進型亞臨界參數汽包爐，自然循環、單爐膛、一次中間再熱、平衡通風、燃煤、固態排渣、全鋼架結構緊身封閉布置。采用四角切向布置的全擺動燃燒器，等離子點火，不設燃油系統。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。制粉系統采用中速磨煤機冷一次風機直吹式制粉系統，設置5臺中速磨煤機，4臺運行1臺備用。給水系統采用單元制，每臺機組采用3×50%容量的電動調速給水泵，采用液力偶合器調速方式，2運1備。給水系統中配置3臺100%容量的高壓加熱器，采用大旁路直接空冷機組。

2 電纜敷設過程

圖1為“SDEPCI電廠熱控電纜數字化布線”軟件電纜敷設流程。

圖1 “SDEPCI電廠熱控電纜數字化布線”軟件電纜敷設流程

軟件電纜敷設流程:

(1)確定主橋架方案，搭建走向網絡，形成電纜路徑走向圖。不同層間橋架通過豎井相連，廠區各車間之間連接電纜采用引線符號表示相對位置。電纜路徑節點編號規則和編號位置為:電纜路徑節點編號由1個字母和3位數字組成，如Z101，C203等。字母采用該節點所在區域或輔助系統的漢語拼音的第1個字母，如Z表示主廠房、C表示氣力除灰等;電纜路徑節點編號位置在三通/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……”的方式來區分。圖2為新疆和豐發電廠一期工程鍋爐運轉層主橋架示意圖。

(2)定義儀表、機柜等設備位置信息，并將設備連通至電纜橋架。將相應系統的電纜清冊或端子排出線表導入軟件，根據主廠房及輔助車間設備布置圖、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，以儀表及機柜KKS編碼為設備唯一標識碼，在橋架布置圖中完成設備賦值(即三維定位)，將設備與橋架連通(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)設計成品生成。按照工藝系統及設備布置位置出圖，包括電纜橋架布置圖、電纜路徑走向圖、電纜敷設圖、電纜清冊、電纜路徑走向表、設備電纜匯總表、斷面電纜匯總表及設備材料匯總表等。

3 鍋爐側電纜橋架分析與優化

新疆和豐發電廠鍋爐側主電纜橋架共設計8層，分別為鍋爐房底層、運轉層、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。結合生成的電纜路徑走向表，對橋架主要節點經過的電纜數量進行統計并提出優化方案。

(1)#1鍋爐房底層橋架。由表1可以看出:爐前、爐后、爐左、空氣預熱器各處的電纜橋架布置層數偏多，橋架規格偏大，應減少設計層數并降低橋架規格。

(2)#1鍋爐房運轉層橋架。由表2可以看出:

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

2)爐前、爐后、爐左、空氣預熱器各處的橋架布置層數偏多，橋架規格偏大，應減少層數或降低橋架規格。

3)磨煤機主橋架的層數偏少及規格偏小。該工程在B列為磨煤機電氣相關的電纜單獨布置了橋架，此處未考慮電氣6 kV電纜及其MCC電纜的數量，各工程應結合實際需要，增加此處橋架的層數或增大橋架的規格。

(3)#1鍋爐21.17 m橋架。由表3可以看出:爐前、爐后、爐左、爐右、空氣預熱器各處的電纜橋架布置層數偏多，橋架規格偏大，應減少設計層數并降低橋架規格。

(4)#1鍋爐31.17 m橋架。由表4可以看出:爐前、爐后、爐左、空氣預熱器各處的電纜橋架布置層數偏多，橋架規格偏大，應減少設計層數并降低橋架規格。

(5)#1鍋爐39.57 m橋架。由表5可以看出:爐前、爐后、爐左、空氣預熱器各處的電纜橋架布置層數偏多，橋架規格偏大，應減少設計層數并降低橋架規格。

(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偏多，橋架規格偏大，應減少設計層數并降低橋架規格。

(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偏多，橋架規格偏大，應減少設計層數，并降低橋架規格。

表1 #1鍋爐房底層橋架電纜容量統計及優化

表2 #1鍋爐房運轉層橋架電纜容量統計及優化

表3 #1鍋爐21.17 m層橋架電纜容量統計及優化

表4 #1鍋爐31.17 m層橋架電纜容量統計及優化

表5 #1鍋爐39.57 m層橋架電纜容量統計及優化

表6 #1鍋爐47.77 m層橋架電纜容量統計及優化

表7 #1鍋爐57.97 m層橋架電纜容量統計及優化

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

表8 #1鍋爐62.57 m層橋架電纜容量統計及優化

由以上各層分析可知:在電纜主橋架的初步設計階段，憑經驗預設的橋架大部分設計規格偏大，既增加了設計階段三維檢查碰撞次數和難度，又增加了施工難度，造成材料浪費。磨煤機區域及運轉層爐右側橋架設計規格偏小，現有設計的橋架不能滿足該區域電纜的敷設，可能會出現在現場無法增加橋架的情況，若不考慮電纜敷設裕量，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計需根據電纜統計量，采用優化方案對設計進行修改。

4 結束語

在生成電纜路徑走向表的前提下，對新疆和豐發電廠一期2×300 MW工程鍋爐側各層電纜橋架容量進行了分析并提出了優化方案。可對初步設計的橋架走向及設計規格做優化調整，最終給出一個最有效、最精簡、最合理的橋架設計方案，避免了施工中材料及時間的浪費，使工程造價趨于合理。

該分析方法打破了橋架設計靠現場經驗估算的設計習慣，為橋架方案提供了準確有效的數據支持，設計變得可量化，極具說服力。該優化方案的提出，可為同類型機組橋架設計標準化提供借鑒及參考。

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