基于PDMS热控电缆桥架设计优化

贾 杰，赵永刚，韩洛奇

(内蒙古电力勘测设计院，内蒙古 呼和浩特 010020)

基于PDMS热控电缆桥架设计优化

贾 杰，赵永刚，韩洛奇

(内蒙古电力勘测设计院，内蒙古 呼和浩特 010020)

本文结合呼和浩特金山电厂工程施工图设计，详细介绍了采用PDMS三维设计软件进行热控电缆桥架、热控就地盘柜、电缆竖井等布置设计；建立了热控桥架、设备等标准、非标准元件库；优化电缆桥架的设计方法。与同类型机组对比，达到了减少热控电缆桥架工程量的目的，对电缆桥架精确设计有积极的意义。

热控；电缆桥架；Plant Design Management System(PDMS)；优化。

采用传统的CAD进行电缆桥架通道设计普遍存在着碰、撞、漏等一些通病，造成设计桥架工程量不准确、布置不合理、施工单位任意更改、设计变更量增加、多次增补合同等现象，严重影响到设计单位的声誉。随着PDMS软件在电站设计中的广泛采用，热控电缆桥架的精确设计成为可能。

1 三维设计原则与方案规划

采用三维设计进行空间建模后，无论是面对整体的统筹优化设计，还是错综复杂的空间布置，都能够尽展所长，能够有效避免人为设计所产生的设计误差，此外，各专业设计人员可以直接通过PDMS协同设计平台进行设计，既有助于各个专业设计人员及时了解当前的设计信息，同时还为所有设计人员提供了一个协同设计配合空间，使大家更好更快地完成专业间配合工作，各个专业的设计都能在平台上进行优化设计，避免现场施工过程中出现的大量设计修改工作，从而热控专业能够完成电缆桥架通道的精确设计。具体三维电缆桥架设计优化流程见图1。

1.1 PDMS软件桥架元件库的建立

PDMS软件自身提供的桥架元件库种类、数量不全，不能满足工程设计需要，这就要求我们必须新增和完善桥架元件库，新增的热控电缆桥架元件主要分为以下四部分：

图1 三维电缆桥架设计优化流程

第一部分，建立梯型电缆桥架元件库。由于主厂房B—C列电子设备间下电缆桥架、汽机房电缆桥架大多需要梯型桥架，因此梯型桥架元件库需要新增。

第二部分，原桥架元件库的完善。由于桥架元件尺寸的正确与否关系到最终出图的准确，以及桥架元件尺寸需要参与模型的碰撞检查，故需重新设置电缆桥架碰撞空间。

第三部分，还有一些特殊的、非标准的电缆桥架元件如异径弯通、异径三通、异径四通等需要主设人在设计工程中进行设计工作的桥架元件，为了在出图时能正确提取材料，此部分也需要新增。

第四部分，有的桥架在设计过程中需要可变角度、可变宽度、可变高度，为了方便设计者在设计中灵活应用，故需要新增调角片、调宽片、调高片、弯接片等。

利用PDMS软件材质库工具，我们建立了工程设计所需要的碳素结构钢桥架、铝合金桥架和阻燃玻璃钢桥架材质库，为电缆桥架的精确设计和工程量统计打下基础。新建部分电缆桥架元件见图2。

图2 新建部分电缆桥架元件

1.2 PDMS软件电缆桥架碰撞空间的设置

为了使新建三维模型能更好的检查碰撞，碰撞空间的设计必不可少。三维设计最直接的好处就是避免碰撞。我院热控处结合工程设计规程和工程实际情况，制定了热控桥架与管道相互间净距和热控桥架相互层间距离。当热控桥架走向与热力管道平行时，它们之间的净距为500mm；当热控桥架走向与热力管道交叉时，它们之间的净距为250mm；当热控桥架走向与其它管道平行时，它们之间的净距为100mm；电缆桥架层间距离不小于150mm；最上层至构筑物、梁底、电缆沟顶距离不小于200mm；最下一层至主厂房内地坪距离不小于2000mm；最下一层至电缆夹层地坪距离不小于200mm。

1.3 PDMS软件热控就地盘柜、竖井模型建立

为了使设计人员做施工图在三维平台能准确估计电缆桥架长度、同时为业主节省电缆桥架量，在三维模型中有必要确定热控就地盘柜、竖井的位置。根据就地热控盘柜、电缆竖井特征，应用PML语言开发出插件(见图3、图4)。

2 在三维平台上规划热控电缆桥架通道

在呼和浩特金山电厂2×300MW机组工程设计中，根据院内确定的各专业三维设计程序，逐步开展热控电缆桥架布置设计，直至设计出热控主厂房电缆桥架主通道模型(见图5)。

图3 自动生成就地盘柜插件

图4 自动生成电缆竖井插件

图5 三维电缆桥架主通道模型

由图中可以看出，复杂的厂房布局在三维环境中变得一目了然，三维设计在空间布局设计尤其在错综复杂的空间布置中更加具有无可比拟的优势，能够有效地避免空间碰撞。此外，通过三维模型，工艺设备、热控电气盘柜布置直观可见，可以方便地根据就地设备管道的实际布置确定电缆桥架走向及接口位置。

由于分支桥架目标终点重要集中在就地控制箱、接线盒、仪表保护箱、执行机构区域，其中执行机构区域采用接线盒形式集中。根据三维空间中电缆终端设备的位置以不影响通道及检修的原则进行定位。

3 优化各区域电缆桥架规格和层数

3.1 确定不同规格电缆桥架能够敷设电缆根数

根据中国工程建设标准化协会标准《钢制电缆桥架工程设计规范》，按照电缆桥架空置

原则对各种形式电缆桥架可以敷设的电缆根数统计见表1。

表1 各种形式电缆桥架可以敷设的电缆根数

3.2 根据可敷设电缆根数优化电缆桥架规格及层数

由于过去受热控规程、规范的制约，设计主通道及分支桥架均采用预估的方式，以往2×300MW机组工程主厂房各区域电缆桥架的层数及规格见表2。

表2 以往工程主厂房各区域电缆桥架的层数及规格

根据呼和浩特金山电厂2×300MW机组工程主厂房热控电缆清册电缆根数，以均衡敷设原则，计算出每一个电缆通道可敷设的电缆根数，由此对电缆桥架的层数及规格进行优化，并取消原锅炉两侧电缆竖井，各用10节800×150、5节600×150、5节300×150槽式直通桥架取代，具体优化见表3。

表3 优化后各区域主厂房电缆桥架的层数及规格

4 结论

呼和浩特金山电厂2×300MW机组工程热控电缆桥架三维设计优化完成后，利用PDMS数据库功能开发出自动统计电缆桥架数量软件包，实现了基于PDMS平台电缆桥架量的自动统计及实现报表输出，输出报表见表4。

表4 呼和浩特金山电厂工程热控电缆桥架用量明细

续表4

从上述数据可以看出，使用PDMS软件设计优化热控桥架通道走向和就地热控盘柜布置，同时优化各空间电缆桥架宽度、层数具有明显的经济效益、设计手段先进、控制区域划分合理等优点。经过调研，某同类型机组热控电缆桥架量为290.557t，现将2×300MW煤粉炉火电机组热控电缆桥架控制在245t内，明显减少了相应的工程投资。今后随着热控电缆桥架通道、就地设备布置在三维空间与工艺专业管道及设备、电气专业桥架的更加合理布置，优化效果将会更加明显。

[1]中国工程建设标准化协会．钢制电缆桥架工程设计规范[S]．北京：中国计划出版社，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

贾杰(1965- )，男，内蒙古人，高级工程师，从事电厂热工自动化设计与研究工作。