火力发电厂热控电缆敷设软件的开发与应用.pdf

6 4 工业仪表与自动化装置 2 0 1 1 年第 6期 火 力发 电厂 热控 电缆敷设软件 的开发 与应 用 安庆敏， 徐爱东， 陈志强， 马建伦 山东电力工程咨询院有限公司， 济南 2 5 0 0 1 3 摘要 介绍了一种火力发电厂热控电缆敷设软件 ， 简述 了软件的开发背景、 各项功能、 流程及成 果。通过 实际工程 实践 ， 该软件加强设计深度 ， 提高设计精细化 ， 缩短设计时间， 在 国内同类专业软 件 中处于领先水平。 关键词 火电厂； 热控电缆敷设 ； 精细化设计 中图分类号 T P 3 1 1 ． 5 2 文献标志码 A 文章编号 1 0 0 0 0 6 8 2 2 0 1 1 0 6 0 0 6 4 0 3 De v e l o p me n t a nd a pp l i c a t i o n o f t h e r ma l p o we r pl a nt I C c a b l e r un ni ng s o f t wa r e A N Q i n g m i n ， x u A i d o n g ， C H E N Z h i q i a n g ， MA J i a n l u n S h a n d o n g E l e c t r i c P o w e r E n g i n e e r i n g C o n s u l t i n g I nst i t u t e C O ． ， L T D ． ， J i n a n 2 5 1 3 ，C h i n a Abs t r a c t T he p a p e r i n t r o d u c e s a I C c a b l e r u n n i n g s o f t wa r e， d e s c rib e s t he d e v e l o p me n t ba c k - g r o u n d ， t h e s o f t w a r e f u n c t i o n s ， w o r k i n g fl o w a n d r e s u l t s ．T h r o u g h p r o j e c t a p p l i c a t i o n s ， t h e s o f t w a r e c a n r e i n f o r c e d e s i g n de p t h，i mp r o v e d e s i g n e l a bo r a t i o n，r e d u c e de s i g n t i me，a nd i s a d v a n c e d a mo n g d o me s t i c s i mi l a r p r o f e s s i o n a l s o f t wa r e s ． Ke y wo r d s t h e r ma l p o we r p l a n t ；I C c a b l e r u n n i n g；e l a b o r a t i o n d e s i g n 0 引言 随着信息技术的发展 ， 我 国火力发 电厂的设计 手段正逐步从传统的二维平面设计转变为三维数字 化平台设计。对热控专业来说 ， 随着对热控仪表布 置安装及电缆布线设计深度需求的不断增加， 原热 控专业电缆桥架布置和电缆清册的施工图设计已无 法满足现场施工要求 ， 容易引起许多无法避免 的争 执 。因此 ， 结合三维设计 ， 采用电缆敷设软件 ， 在火 电工程中进行热控电缆计算机敷设设计是非常必要 的。只有通过对热工测点的空 间定位 ， 制定热控 电 缆路径， 进行热控电缆敷设详图设计， 提高热控电缆 长度的准确性， 加大设计深度， 才能真正做到优质 服务 卜 。 山东 电力工程咨询 院有 限公 司 S D E P C I 和北 京科翼顺驰软件技术有限公司在结合工程实际经验 的基础上， 共同研究和开发了 S D E P C I 电厂热控电 缆数字化布线 软件， 对产品结构进行多方面的整 合完善。该软件依托 当今 国际上三维 主流软件 收稿 日期 2 0 1 10 51 3 作者简介 安庆敏 1 9 8 3 ， 男， 硕士， 助理工程师， 主要从事火力 发电厂仪表与控制方面的研究与设计。 P D MS和 国内最为通 用的 A u t o C A D两大软件 平台 ， 为设计人员提供了一套依据当前 相关规程规范 ， 采 用数据库技术， 面向每一个设计对象， 达到图形与数 据一体化的专业设计软件， 并 已在神华神东上湾 E P C工程、 神华神东郭家湾 E P C工程以及鲁能哈密 E P C工程成功应用。 1 火电厂热控电缆数字化布线软件的设计 1 ． 1 软件组成及功能简介 S D E P C I 电厂热控 电缆数字化布线软件是在 A u t o C A D环境下 ， 以 Wi n d o w s X P S P 2为 开发平 台 ， 采用模块化软件设计方式 ， 软件由平面布置 、 电缆敷 设 、 设计成果及库管理 4个模块组成 。软件通过读 取电缆清册的逻辑信息 ， 结合工艺设备布置及路径 ， 自动进行电缆优化敷设， 精确统计电缆长度 ， 完成所 有电缆路径的敷设 ， 自动准确统计电缆及护管长度， 自动计算管径， 生成电缆清册、 设备材料表、 设备电 缆汇总表、 相同电缆汇总表、 电缆走向表、 断面电缆 汇总表等各种报表 ， 同时 ， 软件可生成二维和三维拓 扑关系图。 1 ． 2 运行环境 S D E P C I 电厂热控 电缆数字化布线软件适 用于 2 0 1 1年第 6期 工业仪表与自动化装置 6 5 P e n t i u m 4 ， 5 1 2 M b i t 内存， 硬盘剩余空间2 G及以上 机 型 ； 操 作 系 统 为 Wi d o w s 2 0 0 0 ／ X P ， 支 撑 软 件 为 P D MS三维设计软件 、 A u t o C A D软件 ， 数据库 为 M i c r o s o fi Offi c e Ac c e s s o 1 ． 3 软件数据流程 图 1所示为 S D E P C I 电厂热控 电缆数字化布线 软件 的数据流程。 图 1 S D E P C I 电厂热控电缆数字化布线软件数据流程 软件详细使用流程为 1 确 定方案 ， 搭 建桥 架 网络， 建 立 电缆通道 。 搜集主厂房及各辅助车间热控、 电气专业桥架布置 及电缆沟布线资料 ， 根 据资料通过 S D E P C I电厂热 控电缆数字化布线 软件 的桥架设计模块 ， 将主厂房 及辅助车 间桥架搭建成一个贯通 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。其 中， 电缆路径节点编号规则和编号位置为电缆路径 节点编号 由一个 字 母 和三 位 数字 组 成 ， 如 Z 1 0 1 、 C 2 0 3等 ， 字母采用该节点所在 区域 或辅助系统 的汉 语拼音的第一个字母 ， 如 z 一表示主厂房、 c 一气力 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 、 电缆 沟端头引线符号及 竖井 ； 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“ 1 ， 2， 3 ， ⋯” 流水号来 区分 。 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 问盘柜布置图、 就地控制 柜布置图、 电气 3 8 0 V A C及6 k V配电柜布置图等资 料 ， 以仪表及机柜 K K S编码为设备惟一标识码， 在 桥架布置图中完成设备赋值即三维定位， 并将设备 与桥架连通 ， 检查确保 每根 电缆从起点到终点的连 通 。对于同路径 4根及以上电缆尽量采用小型槽盒 与 电缆桥架主通道连接。 3 出图方式及设计 成 品生成 。全厂划 分锅炉 部分 、 汽机部分和辅助车间 B O P 部分 ， 基本按照工 艺系统和相近地理位置出图。鉴于地理位置和相对 位置的不同， 1 机组 和 2机组分别 出图， 为满足 电 缆采购和现场施工要求 ， 电缆敷设卷册包括 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。 1 ． 4 软件特点 S D E P C I 电厂热控电缆数字化布线软件采用最 优设计流程， 即结合电厂热控专业的布线特点， 通过 读取电缆清册的逻辑信息， 根据工艺设备平面布置 图及路径信息 ， 自动进行电缆优化敷设。在综合考 虑各种因素的基础上进行汇总， 电缆长度统计精确 ， 经过优化的电缆敷设设计结果 ， 避免 了施工过程 中 的调整与返工， 使施工过程更加简单高效， 显著节约 成本 ， 避免浪费。 软件将工艺平面布置图与敷设数据库相结合 ， 所有设计信息如受控设备和仪表测点等空间位置均 能从已有设计结果 中 自动提取 ， 无需手工输入 。利 用 电缆敷设软件 的查询工具 ， 可以方便查找 电缆桥 架任意点上的电缆截面 ， 也可通过查询电缆经过的节 点， 详细了解电缆走向， 此外， 软件还提供强大的修改 功能， 可以根据现场的具体情况修改电缆的走向。 2 火电厂热控电缆数字化布线软件的应用 及分 析 2 ． 1工程应用效果 S D E P C I 电厂热控 电缆数字化布线软件 已成功 应用于神华神东上湾电厂 E P C工程 、 神华神东郭家 湾电厂 E P C工程 以及鲁能新疆哈密 E P C工程施工 图设计 中， 完成所有 电缆路径敷设图 ， 自动准确统计 电缆长度 ， 自动计算保护管长度和保护管管径 ， 生成 电缆清册、 设备 电缆汇总表 、 相 同电缆汇总表 、 电缆 路径走 向表 、 断面电缆汇总表及设备材料汇总表等 各种报表 ， 同时 ， 该软件可生成 电缆桥架走向二维和 三维拓扑关系图。以鲁能哈密 E P C工程为例 ， 全厂 完成所有电缆敷设 图约 2 1 7 A 2 张， 各种报表共约 2 4 7 5 A 4 张 ， 布线 的热控 电缆根数共计 7 0 0 7根 ， 布线的热控电缆总长度为6 1 4 ． 1 3 8 k m， 布线的热控 电缆保护管共计 1 7 ． 1 4 1 k m。使用该软件可提高工 作效率 3 0 ％ ～ 5 0 ％， 因加大设计深度而提高电缆用 量精度 2 0 ％以上， 有效避免施工安装纠纷， 减少项 目管理成本， 在降低总承包工程风险， 减轻劳动强度 和消除人为差错等方面具有显著的效果。 6 6 工业仪表与自动化装置 2 0 1 1年第 6期 此外 ， S D E P C I 电厂热控 电缆数字化布线软件还 成功用于巴西 B A R C A R E N A E P C工程 ， 其 电缆路径 走向表及断面电缆汇总表完全满足业主的出图深度 要求， 并按照业主要求将动力电缆、 模拟量控制电缆 及开关量控制 电缆分层敷设。 2 ． 2 技术创新 目前 ， S D E P C I 电厂热控电缆数字化布线软件为 国内首次用于火力发电厂热控专业的图形化电缆敷 设软件 ， 其功能及设计流程在 国内设计行业属首创。 软件通过读取平面设备布置图上受控设备位置信息 和电缆清册的逻辑信息， 根据电缆桥架布置及路径， 按照电压等级、 噪音等级、 桥架 占积率及缆流等进行 敷设， 生成电缆清册、 电缆路径走向表、 相同电缆汇 总表及断面电缆汇总表等各种报表； 软件采用空间 索引机制及多线程技术 ， 自行开发数据库连接池 ， 能 根据不同的布线规则组合， 快速进行优化布线， 精确 统计 电缆长度 ， 并在综合各种因素的基础上进行汇 总； 软件在 A u t o C A D环境下采用热控设备、 电缆桥 架、 保护管、 竖井等图形化和相关数据的合一技术， 使设备属性、 位置属性包含在设计成果中， 并随时可 以查询 、 修改 ， 所有设计信息均能从 已有设计结果中 自动提取 ， 无需手工输入 ； 软件可与 P D MS进行无缝 对接 ， 实现热控 电缆布线可视化 ， 模拟热控电缆布线 施工。 3 结束语 S D E P C I 电厂热控电缆数字化布线软件 以模块 化软件设计方式 ， 通过读取电缆清册 的逻辑信息 ， 结 合电缆桥架布置及路径 ， 自动进行电缆优化敷设 、 精 确统计电缆长度 ， 完成所有电缆路径敷设 图， 并生成 各种报表。实践证明， 该软件加强了热控仪表布置 安装及电缆布线设计深度， 使电缆布置更加合理， 大 大提高了电缆用量的准确性， 避免了施工中造成的 浪费， 使工程造价趋于合理。 S D E P C I电厂热控 电缆数字化 布线软件 已取得 了初步成果， 但还存在一些不足， 需结合工程实际情 况不断改进 ， 合理定制软件的结构并引入更 新的设 计思想 ， 形成一套完善的热控电缆敷设软件。 参考文献 [ 1 ] 董宇． 三维电缆敷设软件的开发与应用[ J ] ． 内蒙古电 力技术， 2 0 0 8 ， 2 6 2 3 9 4 2 ． [ 2 ] 马相坤． 电缆敷设模拟系统的开发与应用[ J ] ． 电力建 设 ， 2 0 0 1 ， 2 2 6 6 06 1 ． [ 3 ] 王爱梅． 浅谈 6 0 0 M W 机组计算机辅助电缆敷设 [ J ] ． 科技情报开发与技术， 2 0 0 8 ， 1 8 1 6 1 3 61 3 8 ． [ 4 ] 李元东． 莱城 电厂一期工程微机电缆敷设 的新技术 [ J ] ． 山东电力高等专科学校学报， 2 0 0 1 ， 4 1 4 0 4 1 ． [ 5 ] 于长琦． 火力发电厂热力控制电缆的敷设[ J ] ． 黑龙江 电力技术， 1 9 9 3 ， 1 5 1 58 ． 上 接 第 6 3页 3 ． 2 改进后 p H在线分析仪安装 改进后的复合型电极是插入式安装， 工艺接口 是 G 3 ／ 4 ” 外螺纹 ， 只需加工一个 测量管道和一个与 复合型电极 G 3 ／ 4 ” 外螺纹配套 的 G 3 ／ 4 ” 内螺纹密封 盖 ， 安装如图 3 b所示。这样安装方便 ， 测量 电极不 受环境温度变化的影响， 而且 p H变送器也是原来 的变送器 ， 节省了仪表气源的安装和 K C 1 饱 和溶液 的配置， 方便维护与检修， 测量稳定。 4 改进效果 5 结束语 不改变原来的测量方式， 仅选用复合型电极代 替原来的填充型电极， 很好地解决了介质温度剧变 对 p H电极的影响。采用复合型电极其参考电极不 受温度的影响， 而且性能很稳定。任意抽取改进后 的报表 ， 做趋势图 见图4 ， 与图 1比较 可以看出改 进后 每小 时测 量 的数 据 都接 近 化工 标 准分 析 的 数据。 图4 改进后测量趋势图 经过 以上的技术改进证实 改填充型电极为复 合型电极是可行的， 并且大大地降低了检修费用和 检修频率 。 参考文献 [ 1 ] 冯晓升． p H在线分析仪 的原理及应用[ J ] ． 企业标准 化 ， 2 0 0 5 8 9 0 9 1 ， 1 2 01 2 1 ． [ 2 ] 韩广兴． 常用仪表使用方法[ M] ． 北京 电子工业出版 社 ． 2 0 0 2 1 0 5 1 0 8 ．