基于电缆敷设软件的电缆主桥架分析与优化

刘庆，陈志强

(山东电力工程咨询院有限公司，山东 济南 250013)

0 引言

电缆桥架设计是火力发电厂设计的一项主要内容，设计是否合理直接影响现场施工质量和进度，同时还制约着电缆敷设工作。常规电缆桥架走向及容量往往是根据工程经验进行设计，虽然现有设计平台不断完善，通过三维设计软件的帮助已能解决大部分的桥架碰撞问题，但主桥架容量偏大或偏小的问题还是时有发生。因此，寻求一个切实可行的容量统计方法并进行桥架优化，对桥架设计有明确的指导意义。

山东电力工程咨询院有限公司(SDEPCI)开发的“SDEPCI电厂热控电缆数字化布线”软件已经在在神华神东上湾总承包(EPC)工程、神华神东郭家湾EPC工程、鲁能哈密EPC工程以及鲁能和丰EPC工程中得到了成功的应用。

本文将以新疆和丰发电厂一期2×300 MW工程为例，利用“SDEPCI电厂热控电缆数字化布线”软件中生成的电缆路径走向表，对锅炉侧电缆桥架容量进行分析并提出优化方案。

1 工程概况

新疆和丰发电厂一期工程拟建设2×300 MW国产亚临界空冷燃煤发电机组，电厂规划容量为3000 MW(2×300 MW+4×600 MW)并留有再扩建的条件。锅炉为引进型亚临界参数汽包炉，自然循环、单炉膛、一次中间再热、平衡通风、燃煤、固态排渣、全钢架结构紧身封闭布置。采用四角切向布置的全摆动燃烧器，等离子点火，不设燃油系统。采用亚临界、一次再热、单轴双缸双排汽、直接空冷凝汽式汽轮机。制粉系统采用中速磨煤机冷一次风机直吹式制粉系统，设置5台中速磨煤机，4台运行1台备用。给水系统采用单元制，每台机组采用3×50%容量的电动调速给水泵，采用液力偶合器调速方式，2运1备。给水系统中配置3台100%容量的高压加热器，采用大旁路直接空冷机组。

2 电缆敷设过程

图1为“SDEPCI电厂热控电缆数字化布线”软件电缆敷设流程。

图1 “SDEPCI电厂热控电缆数字化布线”软件电缆敷设流程

软件电缆敷设流程:

(1)确定主桥架方案，搭建走向网络，形成电缆路径走向图。不同层间桥架通过竖井相连，厂区各车间之间连接电缆采用引线符号表示相对位置。电缆路径节点编号规则和编号位置为:电缆路径节点编号由1个字母和3位数字组成，如Z101，C203等。字母采用该节点所在区域或辅助系统的汉语拼音的第1个字母，如Z表示主厂房、C表示气力除灰等;电缆路径节点编号位置在三通/四通中心处、弯通中心处、桥架端头、竖井及电缆沟端头引线符号处。电缆竖井编号规则为:电缆竖井编号由电缆竖井+柱列号组成，对于相同柱列号的电缆竖井采用加后缀流水号“1，2，3……”的方式来区分。图2为新疆和丰发电厂一期工程锅炉运转层主桥架示意图。

(2)定义仪表、机柜等设备位置信息，并将设备连通至电缆桥架。将相应系统的电缆清册或端子排出线表导入软件，根据主厂房及辅助车间设备布置图、管道安装图、热控电子间盘柜布置图、就地控制柜布置图、电气380V AC及6kV配电柜布置图等资料，以仪表及机柜KKS编码为设备唯一标识码，在桥架布置图中完成设备赋值(即三维定位)，将设备与桥架连通(如图3所示)。对于同路径4根及以上电缆尽量采用小槽盒与电缆桥架主通道连接。

(3)设计成品生成。按照工艺系统及设备布置位置出图，包括电缆桥架布置图、电缆路径走向图、电缆敷设图、电缆清册、电缆路径走向表、设备电缆汇总表、断面电缆汇总表及设备材料汇总表等。

3 锅炉侧电缆桥架分析与优化

新疆和丰发电厂锅炉侧主电缆桥架共设计8层，分别为锅炉房底层、运转层、21.17 m 层、31.17 m层 、39.57 m 层、47.77 m 层、57.97 m 层及62.57 m层。结合生成的电缆路径走向表，对桥架主要节点经过的电缆数量进行统计并提出优化方案。

(1)#1锅炉房底层桥架。由表1可以看出:炉前、炉后、炉左、空气预热器各处的电缆桥架布置层数偏多，桥架规格偏大，应减少设计层数并降低桥架规格。

(2)#1锅炉房运转层桥架。由表2可以看出:

1)炉右及空气预热器右侧桥架(靠近电子间侧)的热控电缆桥架的层数及规格能够满足放置所需电缆的要求。

2)炉前、炉后、炉左、空气预热器各处的桥架布置层数偏多，桥架规格偏大，应减少层数或降低桥架规格。

3)磨煤机主桥架的层数偏少及规格偏小。该工程在B列为磨煤机电气相关的电缆单独布置了桥架，此处未考虑电气6 kV电缆及其MCC电缆的数量，各工程应结合实际需要，增加此处桥架的层数或增大桥架的规格。

(3)#1锅炉21.17 m桥架。由表3可以看出:炉前、炉后、炉左、炉右、空气预热器各处的电缆桥架布置层数偏多，桥架规格偏大，应减少设计层数并降低桥架规格。

(4)#1锅炉31.17 m桥架。由表4可以看出:炉前、炉后、炉左、空气预热器各处的电缆桥架布置层数偏多，桥架规格偏大，应减少设计层数并降低桥架规格。

(5)#1锅炉39.57 m桥架。由表5可以看出:炉前、炉后、炉左、空气预热器各处的电缆桥架布置层数偏多，桥架规格偏大，应减少设计层数并降低桥架规格。

(6)#1锅炉47.77 m桥架。由表6可以看出:炉后、炉左的电缆桥架布置层数偏多，桥架规格偏大，应减少设计层数并降低桥架规格。

(7)#1锅炉57.97 m桥架。由表7可以看出:炉前、炉后、炉左的电缆桥架布置层数偏多，桥架规格偏大，应减少设计层数，并降低桥架规格。

表1 #1锅炉房底层桥架电缆容量统计及优化

表2 #1锅炉房运转层桥架电缆容量统计及优化

表3 #1锅炉21.17 m层桥架电缆容量统计及优化

表4 #1锅炉31.17 m层桥架电缆容量统计及优化

表5 #1锅炉39.57 m层桥架电缆容量统计及优化

表6 #1锅炉47.77 m层桥架电缆容量统计及优化

表7 #1锅炉57.97 m层桥架电缆容量统计及优化

(8)#1锅炉62.57 m桥架。由表8可以看出:该层的电缆桥架设计可满足电缆容量需要。

表8 #1锅炉62.57 m层桥架电缆容量统计及优化

由以上各层分析可知:在电缆主桥架的初步设计阶段，凭经验预设的桥架大部分设计规格偏大，既增加了设计阶段三维检查碰撞次数和难度，又增加了施工难度，造成材料浪费。磨煤机区域及运转层炉右侧桥架设计规格偏小，现有设计的桥架不能满足该区域电缆的敷设，可能会出现在现场无法增加桥架的情况，若不考虑电缆敷设裕量，会造成控制及反馈信号受干扰的问题。因此，该工程电缆主桥架设计需根据电缆统计量，采用优化方案对设计进行修改。

4 结束语

在生成电缆路径走向表的前提下，对新疆和丰发电厂一期2×300 MW工程锅炉侧各层电缆桥架容量进行了分析并提出了优化方案。可对初步设计的桥架走向及设计规格做优化调整，最终给出一个最有效、最精简、最合理的桥架设计方案，避免了施工中材料及时间的浪费，使工程造价趋于合理。

该分析方法打破了桥架设计靠现场经验估算的设计习惯，为桥架方案提供了准确有效的数据支持，设计变得可量化，极具说服力。该优化方案的提出，可为同类型机组桥架设计标准化提供借鉴及参考。

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