仪表主桥架在大型石油化工装置中的规划与设计①

卢尚勇

(河北寰球工程有限公司)

仪表主桥架在大型石油化工装置中的规划与设计①

卢尚勇

(河北寰球工程有限公司)

根据现行设计特点和规划理念，结合具体实际应用经验，阐述了在整个设计周期内仪表主桥架的规划设计要点。

仪表主桥架 石油化工装置 桥架设计规划

随着工业智能化、信息化和自动化的发展与应用，现代化大生产逐渐成为主流。对于大型石油化工装置中高度集中的控制方式，由于其电缆数量较多，导致地沟直埋和支吊电缆敷设方式无法满足实际应用要求，因此空间桥架敷设方式应运而生。目前，仪表主桥架在大型石油化工装置中普遍应用，对仪表主桥架进行合理的规划、布局和设计，既可以降低电缆投资，又可以增加施工便利性。在此，笔者根据仪表主桥架在实际工程设计中的应用，介绍了从初步设计到施工图纸设计过程中需要考虑的问题。

1 仪表主桥架选型

大型石油化工装置中，仪表主桥架的选型是按照装置内仪表点的数量和分布情况综合考虑得出的。仪表专业桥架大多为槽式(图1)，常用的型号(W×H)有800mm×200mm、600mm×200mm、400mm×200mm、300mm×200mm及200mm×100mm等。

图1 槽式仪表桥架

化工装置仪表点数量多、种类复杂、分布不均匀，且其框架不仅层数多、面积也较大。首先针对设备的布置考虑桥架的类型，再根据管道专业对仪表点在框架内的分配情况进行调整。根据实际工程经验，一般选用的仪表桥架空间剩余量在40%左右，以便在装置运行中进行优化改造。合理的桥架型号可以有效保证电缆的顺利敷设。

但是，如果装置内成套设备(如煤化工装置中的备煤装置)过多，由于设备厂家提供的仪表信号点与实际设备仪表点数量相差较大，建议在进行仪表桥架选型时考虑较大的余量。

2 桥架走向的细化

在对仪表主桥架进行初步选型和布置后，需要在三维模拟软件中按照初选的路径和实际桥架类型进行1∶1建模(图2)与仿真。仿真效果在模

图2 仪表主桥架三维模型

拟路径的同时，在很大程度上也可以检查是否与管道专业管线和电气专业桥架有碰撞，当出现碰撞问题后可及时在路径中进行修改调整，进而更新平面图纸路径与之相匹配。

在三维模型中体现桥架的另外一个重要作用就是合理布置桥架的架构支撑。通过实时同步仿真模型可以了解支撑或者吊架的位置，在针对桥架设置支撑的同时也可以考虑多专业协同作用，比如管道专业的管线与仪表专业的桥架、电气专业的桥架与仪表专业的桥架；也可以减少由于管线位置密集而导致的无法安装的情况。细化结果极大地增加了现场施工情况的明了性，缩短了施工周期。

3 桥架复杂走向的剖面分析

桥架复杂走向如图3所示。仪表桥架一般敷设在结构框架上，最理想的路径为沿着框架的某个层面少弯曲、少翻层。但由于工程项目的特殊性，在考虑可行性的同时还需对投资成本进行评估。实际施工过程中，仪表桥架常与管道管线、电气桥架在同一层进行规划，总体的设计在一定程度上增大了桥架局部走向的复杂性、弯曲、翻折、再弯曲、再翻折。这就需要设计人员在施工图纸中按照设计意图进行局部分析、解剖，以降低施工人员误解图纸、错误施工的几率，减少在施工过程中对繁琐走向的理解时间，为施工质量和项目进度提供保障。

图3 桥架复杂走向

4 桥架内部隔板比例划分

电缆承载着现场与机柜间信息交互的重任。目前，智能仪表大多采用国际统一标准4～20mA信号(弱电信号)进行传输，导致信号极易受到外界和电缆的影响，因此需做好电缆的保护和屏蔽。按照相关设计规范和工程经验，针对仪表桥架隔板比例，仪表信号类型大致可分为隔爆、本质安全(以下简称本安)和220V(AC)供电3种(图4)。其中隔爆信号类型按照常用信号类型可以进一步细分为24V(DC)供电(主要用于电磁阀和部分四线制仪表的供电)和隔爆仪表信号。本安信号本身在其回路中限制了能量。220V(AC)为强电，产生的电磁场对弱电会有一定的影响。

图4 桥架隔板示意图

另外，在对桥架划分隔板比例时，还需考虑电缆线径和缆线数量，以免线径过大或者数量过多、隔板分配不合理造成空间不足。

5 结束语

现代自动控制过程投资成本较大，因此合理规划、设计仪表主桥架可以极大地降低整个工程项目的显性成本，同时也会减少隐形成本。笔者总结了从初步设计到施工图纸设计过程中需要考虑的问题，希望能为其他工程项目的仪表主桥架设计提供一定的参考。另外，除上述几点情况外，实际工程项目的多专业协同合作性也是重要的因素。因此，设计施工人员仍需进一步探索仪表主桥架路径的优化，使该部分布局更加成熟。

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

卢尚勇(1986-)，助理工程师，从事石油化工工程设计工作，lushangyong@hqcec.com。

TH703.9

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1000-3932(2017)06-0599-03

2016-12-02，

2016-12-28)