儀表主橋架在大型石油化工裝置中的規劃與設計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劃與設計①

盧尚勇

(河北寰球工程有限公司)

根據現行設計特點和規劃理念，結合具體實際應用經驗，闡述了在整個設計周期內儀表主橋架的規劃設計要點。

儀表主橋架 石油化工裝置 橋架設計規劃

隨著工業智能化、信息化和自動化的發展與應用，現代化大生產逐漸成為主流。對于大型石油化工裝置中高度集中的控制方式，由于其電纜數量較多，導致地溝直埋和支吊電纜敷設方式無法滿足實際應用要求，因此空間橋架敷設方式應運而生。目前，儀表主橋架在大型石油化工裝置中普遍應用，對儀表主橋架進行合理的規劃、布局和設計，既可以降低電纜投資，又可以增加施工便利性。在此，筆者根據儀表主橋架在實際工程設計中的應用，介紹了從初步設計到施工圖紙設計過程中需要考慮的問題。

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儀表點的數量和分布情況綜合考慮得出的。儀表專業橋架大多為槽式(圖1)，常用的型號(W×H)有800mm×200mm、600mm×200mm、400mm×200mm、300mm×200mm及200mm×100mm等。

圖1 槽式儀表橋架

化工裝置儀表點數量多、種類復雜、分布不均勻，且其框架不僅層數多、面積也較大。首先針對設備的布置考慮橋架的類型，再根據管道專業對儀表點在框架內的分配情況進行調整。根據實際工程經驗，一般選用的儀表橋架空間剩余量在40%左右，以便在裝置運行中進行優化改造。合理的橋架型號可以有效保證電纜的順利敷設。

但是，如果裝置內成套設備(如煤化工裝置中的備煤裝置)過多，由于設備廠家提供的儀表信號點與實際設備儀表點數量相差較大，建議在進行儀表橋架選型時考慮較大的余量。

2 橋架走向的細化

在對儀表主橋架進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際橋架類型進行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，在很大程度上也可以檢查是否與管道專業管線和電氣專業橋架有碰撞，當出現碰撞問題后可及時在路徑中進行修改調整，進而更新平面圖紙路徑與之相匹配。

在三維模型中體現橋架的另外一個重要作用就是合理布置橋架的架構支撐。通過實時同步仿真模型可以了解支撐或者吊架的位置，在針對橋架設置支撐的同時也可以考慮多專業協同作用，比如管道專業的管線與儀表專業的橋架、電氣專業的橋架與儀表專業的橋架；也可以減少由于管線位置密集而導致的無法安裝的情況。細化結果極大地增加了現場施工情況的明了性，縮短了施工周期。

3 橋架復雜走向的剖面分析

橋架復雜走向如圖3所示。儀表橋架一般敷設在結構框架上，最理想的路徑為沿著框架的某個層面少彎曲、少翻層。但由于工程項目的特殊性，在考慮可行性的同時還需對投資成本進行評估。實際施工過程中，儀表橋架常與管道管線、電氣橋架在同一層進行規劃，總體的設計在一定程度上增大了橋架局部走向的復雜性、彎曲、翻折、再彎曲、再翻折。這就需要設計人員在施工圖紙中按照設計意圖進行局部分析、解剖，以降低施工人員誤解圖紙、錯誤施工的幾率，減少在施工過程中對繁瑣走向的理解時間，為施工質量和項目進度提供保障。

圖3 橋架復雜走向

4 橋架內部隔板比例劃分

電纜承載著現場與機柜間信息交互的重任。目前，智能儀表大多采用國際統一標準4～20mA信號(弱電信號)進行傳輸，導致信號極易受到外界和電纜的影響，因此需做好電纜的保護和屏蔽。按照相關設計規范和工程經驗，針對儀表橋架隔板比例，儀表信號類型大致可分為隔爆、本質安全(以下簡稱本安)和220V(AC)供電3種(圖4)。其中隔爆信號類型按照常用信號類型可以進一步細分為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。本安信號本身在其回路中限制了能量。220V(AC)為強電，產生的電磁場對弱電會有一定的影響。

圖4 橋架隔板示意圖

另外，在對橋架劃分隔板比例時，還需考慮電纜線徑和纜線數量，以免線徑過大或者數量過多、隔板分配不合理造成空間不足。

5 結束語

現代自動控制過程投資成本較大，因此合理規劃、設計儀表主橋架可以極大地降低整個工程項目的顯性成本，同時也會減少隱形成本。筆者總結了從初步設計到施工圖紙設計過程中需要考慮的問題，希望能為其他工程項目的儀表主橋架設計提供一定的參考。另外，除上述幾點情況外，實際工程項目的多專業協同合作性也是重要的因素。因此，設計施工人員仍需進一步探索儀表主橋架路徑的優化，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計工作，lushangyong@hqcec.com。

TH703.9

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1000-3932(2017)06-0599-03

2016-12-02，

2016-12-28)