吉爾吉斯斯坦某項目電氣設計優化方案簡介

張 煜，叢培澤，李金海，張 龍

1 項目概況

1.1 項目簡介

該項目的合同主體是在吉爾吉斯斯坦奧什地區，建設一條從石灰石破碎至老廠熟料庫的熟料生產線。項目位于吉爾吉斯斯坦第二大城市奧什西南部，距離市中心20km，與中國新疆維吾爾自治區喀什市的公路運輸距離約為540km。項目現場三面環山，一面靠近公路。

1.2 自然環境條件

該項目所在地區的自然環境如表1所示，地震級別、環境溫度及雷暴日等需要在電氣設計及采購招標中予以考慮。

2 電氣技術方案

2.1 電源

本項目用電由業主建設的總降壓變電站提供，規格為：110kV/10.5kV。廠區設計630kVA柴油發電機作為保安電源。

2.2 中壓配電系統

表1 自然環境條件

為便于配電系統集中管理與操作，減少電纜敷設，生產線擬建一座10.5kV配電站，再由配電站向各10kV中壓電機、10.5/0.4kV車間變壓器放射式饋電。

原料磨配電站的供電范圍包括：石灰石破碎、粘土輸送、鐵礦石破碎、煤預均化堆場、原料調配、原料磨、廢氣處理、生料庫、燒成窯頭、燒成窯尾、煤磨、中控樓、污水處理、循環水泵站及配套空壓機站等。

2.3 配電電壓（見表2）

表2 配電電壓

3 電氣設計采購優化方案

3.1 低壓柜設計

本項目在設計時低壓柜采用了二分之一抽屜形式，這樣設計可以節省一定數量的低壓柜，降低電氣工程量成本，同時電力室面積會因此有所減小，土建施工成本降低。具體設計原則見表3。低壓電機回路全部采用馬達保護器，這樣可以全面保護電機，在電機出現超時啟動、過流、欠流、斷相、堵轉、短路、過壓、欠壓、漏電（接地）、三相不平衡等情況時予以保護并報警。

表3 低壓柜抽屜模數選擇

3.2 預招標方式

電氣采購采用了預招標的形式。在正式開始電氣設計前，就開始進行部分電氣設備的招標，如低壓柜、中壓柜及照明均采用了此種方式。同時在該項目中，加大國產優質電氣設備及元器件的使用，這樣，在施工圖設計階段更能夠做到有的放矢。

圖1 該項目DCS系統圖

3.3 大量采用Profibus-DP通訊方式

電氣設計中增加了Profibus-DP通訊方式的使用。如圖1所示，大型控制柜如原料磨、煤磨控制柜、大收塵器控制柜、篦冷機控制柜、生料庫底控制箱、堆取料機控制柜、聯合水泵站控制柜、給水處理控制柜、污水處理控制柜等均采用了Profibus-DP通訊方式，有效減少了DCS系統的IO點數。雖然后期DCS調試通訊的復雜程度會增加，但可有效降低工程施工成本（電纜采購量、電纜施工量）。此外，在設計中還對控制箱的信號電纜、檢修電源箱的饋電回路、儀表的信號電纜進行了優化，節省了部分電纜數量。在鋁、銅等原材料價格漲幅較大的情況下，電纜采購依然做到了降低成本，整個項目施工實際采購的電纜相比于報價階段的估算降低了10%。

3.4 照明設計

本項目照明設計全面采用LED燈，LED燈的價格與熒光燈、高壓鈉燈等相比相差無幾，但其更具有節能、使用壽命長、無頻閃、照明效果好等優點。200W LED燈與400W高鈉燈總光通量比較如下：

200W LED泛光燈具發出的總光通量為：200（功率）×100（發光效率）×85%（燈具效率）=17 000 lm。

400W高壓鈉燈燈具發出的總光通量為：400（功率）×70（發光效率）×55%（燈具效率）=15 400 lm。

由上可知，200W LED泛光燈具發出的總光通量大于400W高壓鈉燈燈具發出的總光通量，200W LED燈具照明效果明顯優于400W高壓鈉燈。

3.5 BIM三維設計手段的使用

隨著BIM（建筑信息模型）概念的不斷深化，由Autodesk公司推出的Revit三維制圖軟件的使用也在不斷深化。BIM的應用是設計行業的一次革命，它的意義遠大于從手工繪圖到計算機輔助設計的變革。BIM不僅僅是從傳統的二維設計到三維設計的轉變，更是一種設計理念的轉變。其注重的不僅是模型，更重要的是信息傳遞。尤其對于電氣專業，需要接收大量其他專業以及本專業內部的資料及信息，保證信息傳遞的及時和準確十分重要。其可通過良好的協同設計BIM技術和Revit軟件來實現。

該項目在施工圖設計中，全面使用了BIM技術，利用Revit軟件多專業協同設計，在一個中心文件上進行數據共享。對電氣設計來說，采用BIM技術不僅提高了與其他專業的協同效率，更有效地實現了多專業查返，便于發現設計過程中的問題，減少現場施工過程中的返工。在管線綜合中，能夠更好地反映碰撞問題，但同時也存在耗時更多的問題。圖2是該項目煤磨車間的三維模型圖，在該模型下，各專業聯合設計，配合更加密切。對電氣專業而言，電纜和橋架的敷設更直觀。

圖2 煤磨車間三維圖

3.6 國產優秀DCS系統的使用

本項目采用了浙大中控的DCS系統，該系統融合了最新的現場總線技術、嵌入式軟件系統、先進控制技術與網絡技術，充分應用了信號處理技術、網絡通訊技術，實現了多種總線兼容和異構系統綜合集成，具有可靠性、擴展性、先進性及開發性等特點。在我們編程調試期間，國產DCS系統體現了優秀的性能，其技術水平與世界上知名的DCS系統相當。

4 結語

本項目在電氣設計上做了很多的優化工作，同時該項目采取了設計與采購一體化的方式，統一管理，配合密切，提高了設計與采購的效率，使該項目電氣設計進度比項目設計要求的時間節點提前了一個月。此外，采購的所有電氣設備和材料均未超過預算，設計采購的電氣工程量與報價相比節省了近25%。該項目為我們今后實施EPC總承包工程項目提供了良好的設計思路和經驗。■