油气码头电气设计思路.doc

油气品码头电气设计思路投标方对技术的理解、异议及建议1、概述 本工程包括5万吨级油码头泊位2个，主要用途为进口原料油。 5千吨级成品油码头泊位2个，主要是出口汽油、柴油。 本工程油品装卸储运过程具有易燃易爆特性，油品码头作业区属于易燃易爆场所，审批管理的部门较多，所以对设计提出了很高的要求。2、电气工作界面分工 根据招标文件7.1节的规定，工作界面分工为：供电、仪表、动力电缆、仪控通信电缆的界面为引堤接岸处“黄河海港大门”位置，该位置路域范围内的库区、堆场及其配套工程设施设计工作由总体设计院负责，该位置海域范围内的码头、引桥及其配套工程设施由码头设计单位负责设计。 油码头是整个油品储运工程中的一个子项目，是油品储运过程中的装船和卸船环节，所以油品码头的供电系统是整个储运工程中的一个子系统。由于码头电气工程与库区电气工程都属于同一个储运系统，需要统一运营管理，因此在设计过程中应和后方库区设计单位相互协调，统一标准，使库区和码头构成既相对独立，又互相联系的一个有机整体。3、设计工作范围及内容根据招标文件7.0节的规定，设计工作范围及内容为：（1） 可行性研究方案优化严格按照国家有关工程建设程序和法规、电气设计标准、规范以及用户需求对甲方提供的可研报告进行审查，根据相关资料，明确推荐方案并进行优化设计。（2） 初步设计电气初步设计内容主要包括： 进行用电设备负荷计算； 划分爆炸与火灾危险区域； 确定供电电源、负荷等级和具体供电方案； 选择电气设备、电缆、电缆桥架和电缆管； 提交满足招标文件要求的电气设计说明书、图纸、设备材料表、数据表和投资概算表。初步设计文件根据沿海港口工程初步设计文件编制规定（1999年4月15日发布的交通部关于修改的通知修正版）的内容和深度要求进行编制，按照招标文件“5.7设计成果提交及验收标准”提交所有设计文件及图纸，按甲方制定的采办策略分项编制设备/材料采办的技术标，对其中进口设备/材料项目，提供中、英文两种版本。将提供支持的工作如下：序号内容中文英文1料单MATERIALS LIST2规格书SPRCIFICATION3图纸DRAWINGS 4数据表DATA SHEETS料单包括主要电气设备材料的型号、规格、数量、技术参数、推荐供应商等内容。规格书包括：高压开关柜、干式变压器、低压开关柜、照明配电箱、动力配电箱、维修插座、各种灯具、各种电缆、电缆桥架等所有设备材料的招标技术规格书。数据表包括：负荷计算表、短路电流计算书、保护整定值表等。 图纸至少包括： 爆炸与火灾危险区域划分平面图和剖面图； 高压供电系统单线图； 低压供电系统单线图； 变电所（配电室）平面布置图； 电缆桥架路由图； 供电照明平面图； 供电电缆一览表； 防雷接地系统图。（3） 配合总体设计按照甲方要求向总体设计院提供初步设计需要的计算负荷、电压等级、回路数、变电所位置、电缆路由、长度、敷设方式等基础资料以及图纸文件并积极配合总体设计院开展电气设计工作。码头工程的实施，是由规划、勘测、设计、施工、监理等一系列工作过程和环节来完成的。工程的质量由所有环节共同保证，所以本项目电气工程的设计，应与建设单位、施工单位以及监理单位经常协调，使电气工程的设计得到建设、施工、监理及有关主管部门对其实用性、先进性、合理性与可靠性的充分认可。（4） 施工图设计施工图设计文件的编制执行国家和交通部的有关标准、规范、定额，并根据批准的初步设计文件进行设计。电气施工图设计内容至少包括： 进行用电设备负荷计算； 划分爆炸与火灾危险区域； 确定供电电源、负荷等级和具体供电形式； 选择电气设备、电缆、电缆桥架和电缆管； 提交满足招标要求的电气设备技术规格书； 提交满足招标要求的数据表； 提交电气投资预算书。 提交满足施工图设计深度要求的图纸，至少包括： 图纸目录； 电气施工设计说明书； 电气设备材料表； 爆炸与火灾危险区域划分平面图和剖面图； 高压供电系统单线图和订货图； 低压供电系统单线图和订货图； 变电所（配电室）平面布置图； 变电所设备安装大样图； 变电所照明系统图和平面图； 变电所火灾报警系统图和平面图； 变电所防雷接地平面图； 电缆桥架路由图； 供电照明平面图； 供电电缆一览表； 码头防雷接地系统图； 码头防雷防静电接地平面图； 电缆桥架安装断面图、大样图； 电缆管敷设大样图； 电气设备安装大样图； 防雷、防静电、等电位连接及接地做法大样图。5、 电气设计思路（1）设计原则适用、安全、经济、便于施工维护和管理是本工程电气设计的基本原则和出发点。电气设计应有良好的适用性。能满足油品码头用电设备对于负荷容量、电能质量与供电可靠性的要求，能保证工艺设备对控制方式的要求，使装卸设备的使用功能得到充分发挥。做到供电系统高效、灵活、稳定、易控；控制系统多样、便捷、可靠、通畅。本工程采用分布式供电系统，变电所深入负荷中心，分别在5万吨级码头和5000吨级码头附近非爆炸危险区内设置变电所和控制室，由后方库区中心变电所提供二路独立10kV电源，互为备用，保证一、二级负荷供电的可靠性。PLC系统、通讯系统、仪表电源均采用在线式UPS供电，以保证控制系统的供电可靠性。电气设计应有可靠的安全性。电缆采用阻燃YJV型铜芯电缆，截面不小于2.5mm2，具有足够的绝缘距离、绝缘强度、负荷能力、热稳定与动稳定裕度。根据爆炸危险区域划分合理选择电气设备的防爆等级和防护等级，1区和2区内电器设备采用隔爆型，室外电气设备采用不锈钢或工程塑料外壳，防护等级不低于IP65。根据本工程海边盐雾腐蚀比较严重的特点，电气设备防腐蚀等级为WF2，确保供电、配电与用电的安全运行。根据本工程的爆炸危险类别设置可靠的防雷装置、过压保护装置、防静电设施、等电位联结设施和防电击技术措施。按码头等级和油品类别以及潜在火灾危险性设置火灾报警系统和智能保安监控系统。电气设计应有很好的经济性。在满足供电功能和确保安全的前提下，尽可能减少投资，最大限度地减少电能消耗。本工程采用分布式供电系统，采用放射式与树干式相结合的供电方式，变电所深入负荷中心，最大限度减少电缆的长度和费用。选用低损耗干式变压器、高效节能灯具、节能型电子镇流器等节能设备，均衡负荷，补偿无功，节约用电，降低施工、运行和维护费用，提高电能的综合利用率，以取得节能的经济效益和社会效益。电气设计应便于施工、维护和管理，设计选用的设备、元件和材料必须是有多家公司可以生产销售的，以便于招标采购并降低费用；设备的运输、安装和维护必须方便，不需要大型设备和专用工具和技术特别高的人员。易损部件和材料应尽量少并且能方便快速地更换，尽量减少停电时间和维护费用。电气工程的设计将做到：设计依据完备、可靠；设计程序严谨、合理；设计内容正确、详实；设计深度满足工程各阶段的需要；设计文件规范、工整，符合国家有关规定；设计变更原因清楚，责任分明，有据可查。本工程是由工艺、机械、总图、水工、路场、电气、自控、仪表、通导、给排水、暖通、建筑、结构等各个专业工种共同完成的，各个专业之间相互依存制约，有机结合，密不可分，各专业之间需要大量的互提中间资料和设计条件。所以电气工程的设计必须与其他专业互相配合，通力合作，按时向其它专业提供设计条件，保证整个工程的设计能够有条不紊地顺利推进。设计出现变化时及时与其它专业沟通，力求避免错、漏、碰、缺现象发生。（2）变配电所设计 码头变配电所与控制室布置在综合楼内，有人值班。油品码头在作业过程中存在发生爆炸和火灾的可能性，因此变电所和控制室位置的选择，应首先考虑人员的安全性，便于人员逃生，在爆炸与火灾危险区域之外，门窗开在危险性最低和便于逃生一侧。其次，变电所应该尽量靠近负荷中心，布置在底层，便于进出线和设备运输。 本工程泊位数较多， 所以采用分布式供电方案，根据负荷分布情况，在5万吨码头和5000吨码头分别设置变电所，深入负荷中心，最大限度缩短电缆长度。配电所宜按无人值班型式设计。 码头变电所是整个工厂或储运设施10KV供电网络中的一个终端变电所，有三级负荷和小量一级负荷，容量约为200KVA左右，采用两路10KV独立电源供电，隔离开关受电，变压器采用负荷开关操作，熔断器保护，就可以满足要求。这样设计的目的，也是为了简化结线，降低投资，便于维护管理。 本工程由于三级负荷虽然设备数量较多，但功率很小，而且属于短时工作制，总用电量不大，可与一级负荷合并，按照一级负荷供电。400V母线采用单母线分段的型式，两路进线电源互为备用，自动切换，这样既可以简化系统结线，提高供电的可靠性，也可以减少配电柜数量，降低投资。对于通讯系统、电脑监控系统采用在线式UPS电源供电；应急照明和疏散照明系统属于一级负荷中的特别重要负荷，数量较多，因此采用UPS电源供电，这样应急灯与普通灯相同，不带蓄电池，既可降低投资，又便于安装和维护。（3）照明系统设计 码头照明系统的设计，分为正常照明、障碍照明、应急照明和疏散照明。工作平台照度不应低于50Lx，栈桥照明不应低于15Lx，应急照明灯具一般占正常照明的30%，可兼作疏散照明用。 在工作平台、栈桥和人行桥桥上应设置正常照明灯具和应急照明灯具，由于本工程栈桥很长，路灯较多，应急照明灯采取单独回路供电，不带电池，可以大大降低成本和维护费用。 在码头两端、中部和栈桥中部应设置红色障碍灯，间距一般为100米。 工作平台选用隔爆泛光灯，泛光灯的安装充分利用工作楼楼顶、登船梯、消防炮塔架、工艺管道支架等构筑物安装，无须另外设置灯杆，这样既便于安装维护，又节省投资。泛光灯的投射角度不宜超过45度，应避免直接照射到船上，造成眩光，干扰船舶夜间靠离泊。栈桥和码头两边人行桥的灯具选用平台式防尘防水防腐日光灯，安装在陆侧栏杆上。平台灯高度宜为3米，间距宜为12米，这样既便于安装和日常维护，又不妨碍带缆作业。由于日光灯具有节能、发光面大、没有眩光、表面温度低等特点，特别适合于石化工程，因此应优先选用。壳牌等国外石化企业的厂区和码头现在普遍使用的都是日光灯。（3）电缆选择及电缆敷设方式 油品码头电缆一般选用阻燃电缆（ZRA），YJV绝缘，PVC护套，由于全部在桥架中敷设，活穿钢管敷设，所以没有必要选用铠装电缆。油气码头用电设备主要集中在工作平台和栈桥根部，电缆宜采用电缆桥架敷设，分支电缆宜采用穿钢管沿工艺管道方向明敷。栈桥上的电缆桥架宜沿栈桥外侧敷设，这样既可以兼作栈桥护栏，又不占用路面和管道支架，减少栈桥宽度，可以大幅度降低工程投资。平台上的电缆桥架宜靠近设备位置架空敷设，架空高度2.5米以上，应避开工艺管道和设备，不妨碍人员和设备通行，并考虑便于分支电缆穿钢管进出和敷设。 码头两边人行桥的电缆不多，可以穿钢管沿道路陆侧栏杆的外侧明敷；电缆数量较多时，也可采用电缆桥架，沿道路陆侧栏杆的外侧敷设，电缆桥架和电缆管不宜占用人行道，以便于人员通行，既方便施工，又美观。解缆钩供电电缆需要跨越人行道时，可穿管从系缆墩桥底下穿过，或沿工艺管线敷设，这样可以不必在桥面埋管，便于施工。桥底下无法通过时，尽量埋管或架空敷设，埋管时注意解缆钩电缆进线口位置。（4）接地及防雷、防静电设计油品码头接地系统比较复杂，分为工作接地、保护接地、信号接地、防雷接地、防静电接地、等电位接地以及阴极保护接地等。由于各种接地系统的接地极很难完全分开并保持足够的安全距离，因此本工程采用共同接地系统，即上述各种接地系统共用接地极。本工程利用水工基础桩钢筋作为接地极，单根桩的接地电阻小于4欧姆，总接地电阻小于1欧姆。油品码头对安全性和抗电磁性干扰要求较高，因此本工程采用TN-S接地型式，变压器中性点直接接地，PE线与N线分开，仅在变压器中性点一点相连，设备的外露可导电部分均与PE线连接。由于PE线与N线分开，PE线中无电流通过，因此对接PE线的设备不会产生电磁干扰。码头接地干线可以选用-40X4镀锌扁钢、镀锌圆钢、裸铜线或黄绿双色铜芯电线，沿码头和栈桥四周明敷，形成均压环网，这样做既可减少跨步电压，又可以有效防止直击雷和感应雷。变配电所和控制室室内应设置主等电位接地母排，等电位接地母排与接地干线的连接不应少于两处。设备和构筑物接地做法可参照国家标准图集接地装置安装（03D501-4）和利用建筑物金属体接地装置安装（03D501-3）施工。（5）电气设计注意事项油气码头的种类较杂，规模变化较大，各种管道纵横交错，立体布置，地方狭隘，各种管线需要保持合理净距。在设计、施工过程中工艺的品种、数量、规模经常由于业主的要求和其它原因而不断发生变化。由于油品码头易燃易爆的特点，政府各部门对其审查、验收的要求也很高，涉及的政府监管部门很多。以上是油品码头设计的最大特点。根据以上特点，在设计过程中需要注意以下事项：严格按照设计规范和有关部门的要求做好防火、防爆、防静电、防雷、防腐、防雨、防风等防护设施，做到以人为本，安全第一。认真研究总图、水工立面结构图和工艺专业提供的平面图、立面图、大样图，充分了解码头结构、工艺管线的走向和和设备布置情况，为电气管线走向找出合理空间，充分利用工艺管道支架和栈桥、码头外测敷设电缆桥架和电缆管，利用管道支架、登船梯、消防炮塔、钢栈桥灯