油氣碼頭電氣設計思路

1、油氣品碼頭電氣設計思路投標方對技術的理解、異議及建議1、概述本工程包括5萬噸級油碼頭泊位2個，主要用途為進口原料油。5千噸級 成品油碼頭泊位2個，主要是出口汽油、柴油。本工程油品裝卸儲運過程具有易燃易爆特性，油品碼頭作業(yè)區(qū)屬于易燃易爆 場所，審批管理的部門較多，所以對設計提出了很高的要求。2、電氣工作界面分工根據(jù)招標文件7.1節(jié)的規(guī)定，工作界面分工為：供電、儀表、動力電纜、儀 控通信電纜的界面為引堤接岸處“黃河海港大門”位置，該位置路域范圍內的庫 區(qū)、堆場及其配套工程設施設計工作由總體設計院負責，該位置海域范圍內的碼 頭、引橋及其配套工程設施由碼頭設計單位負責設計。油碼頭是整個油品儲運工程中的

2、一個子項目，是油品儲運過程中的裝船和卸 船環(huán)節(jié)，所以油品碼頭的供電系統(tǒng)是整個儲運工程中的一個子系統(tǒng)。由于碼頭電 氣工程與庫區(qū)電氣工程都屬于同一個儲運系統(tǒng)，需要統(tǒng)一運營管理，因此在設計 過程中應和后方庫區(qū)設計單位相互協(xié)調，統(tǒng)一標準，使庫區(qū)和碼頭構成既相對獨 立，又互相聯(lián)系的一個有機整體。3、設計工作范圍及內容根據(jù)招標文件7.0節(jié)的規(guī)定，設計工作范圍及內容為：可行性研究方案優(yōu)化嚴格按照國家有關工程建設程序和法規(guī)、電氣設計標準、規(guī)范以及用戶需求 對甲方提供的可研報告進行審查，根據(jù)相關資料，明確推薦方案并進行優(yōu)化 設計。初步設計電氣初步設計內容主要包括：/進行用電設備負荷計算；/劃分爆炸與火災危險區(qū)域

3、；/確定供電電源、負荷等級和具體供電方案；/選擇電氣設備、電纜、電纜橋架和電纜管；/提交滿足招標文件要求的電氣設計說明書、圖紙、設備材料表、數(shù)據(jù)表 和投資概算表。初步設計文件根據(jù)沿海港口工程初步設計文件編制規(guī)定（ 1999年4月 15日發(fā)布的交通部關于修改沿海港口工程初步設計文件編制規(guī)定的通知 修正版）的內容和深度要求進行編制，按照招標文件“5.7設計成果提交及驗收 標準”提交所有設計文件及圖紙，按甲方制定的采辦策略分項編制設備/材料采 辦的技術標，對其中進口設備/材料項目，提供中、英文兩種版本。將提供支持 的工作如下：序號內容中文英文1料單MATERIALS LIST2規(guī)格書SPECIFIC

4、ATION3圖紙DRAWINGS4數(shù)據(jù)表DATA SHEETS料單包括主要電氣設備材料的型號、規(guī)格、數(shù)量、技術參數(shù)、推薦供應商 等內容。規(guī)格書包括：高壓開關柜、干式變壓器、低壓開關柜、照明配電箱、動力 配電箱、維修插座、各種燈具、各種電纜、電纜橋架等所有設備材料的招標技術 規(guī)格書。數(shù)據(jù)表包括：負荷計算表、短路電流計算書、保護整定值表等。圖紙至少包括：/ 爆炸與火災危險區(qū)域劃分平面圖和剖面圖；/高壓供電系統(tǒng)單線圖；/低壓供電系統(tǒng)單線圖；/ 變電所（配電室）平面布置圖；/電纜橋架路由圖；/供電照明平面圖；/供電電纜一覽表；/防雷接地系統(tǒng)圖。(3)配合總體設計按照甲方要求向總體設計院提供初步設計需要

5、的計算負荷、電壓等級、回路 數(shù)、變電所位置、電纜路由、長度、敷設方式等基礎資料以及圖紙文件并積極配 合總體設計院開展電氣設計工作。碼頭工程的實施，是由規(guī)劃、勘測、設計、施工、監(jiān)理等一系列工作過程和 環(huán)節(jié)來完成的。工程的質量由所有環(huán)節(jié)共同保證，所以本項目電氣工程的設計， 應與建設單位、施工單位以及監(jiān)理單位經(jīng)常協(xié)調，使電氣工程的設計得到建設、 施工、監(jiān)理及有關主管部門對其實用性、先進性、合理性與可靠性的充分認可。(4)施工圖設計施工圖設計文件的編制執(zhí)行國家和交通部的有關標準、規(guī)范、定額，并根據(jù) 批準的初步設計文件進行設計。電氣施工圖設計內容至少包括：/進行用電設備負荷計算；/劃分爆炸與火災危險區(qū)域

6、；/確定供電電源、負荷等級和具體供電形式；/選擇電氣設備、電纜、電纜橋架和電纜管；/提交滿足招標要求的電氣設備技術規(guī)格書；/提交滿足招標要求的數(shù)據(jù)表；/提交電氣投資預算書。/提交滿足施工圖設計深度要求的圖紙，至少包括：圖紙目錄；電氣施工設計說明書；電氣設備材料表； 爆炸與火災危險區(qū)域劃分平面圖和剖面圖；高壓供電系統(tǒng)單線圖和訂貨圖；低壓供電系統(tǒng)單線圖和訂貨圖； 變電所（配電室）平面布置圖；變電所設備安裝大樣圖；變電所照明系統(tǒng)圖和平面圖；變電所火災報警系統(tǒng)圖和平面圖；變電所防雷接地平面圖；電纜橋架路由圖；供電照明平面圖；供電電纜一覽表；碼頭防雷接地系統(tǒng)圖；碼頭防雷防靜電接地平面圖；電纜橋架安裝斷面

7、圖、大樣圖；電纜管敷設大樣圖；電氣設備安裝大樣圖；防雷、防靜電、等電位連接及接地做法大樣圖。5、電氣設計思路（1）設計原則適用、安全、經(jīng)濟、便于施工維護和管理是本工程電氣設計的基本原則和出 發(fā)點。電氣設計應有良好的適用性。能滿足油品碼頭用電設備對于負荷容量、電能 質量與供電可靠性的要求，能保證工藝設備對控制方式的要求，使裝卸設備的使 用功能得到充分發(fā)揮。做到供電系統(tǒng)高效、靈活、穩(wěn)定、易控；控制系統(tǒng)多樣、 便捷、可靠、通暢。本工程采用分布式供電系統(tǒng)，變電所深入負荷中心，分別在 5萬噸級碼頭和5000噸級碼頭附近非爆炸危險區(qū)內設置變電所和控制室，由后 方庫區(qū)中心變電所提供二路獨立10kV電源，互為

8、備用，保證一、二級負荷供電 的可靠性。PLC系統(tǒng)、通訊系統(tǒng)、儀表電源均采用在線式UPS供電，以保證控制 系統(tǒng)的供電可靠性。電氣設計應有可靠的安全性。電纜采用阻燃YJV型銅芯電纜，截面不小于 2.5mm2,具有足夠的絕緣距離、絕緣強度、負荷能力、熱穩(wěn)定與動穩(wěn)定裕度。根 據(jù)爆炸危險區(qū)域劃分合理選擇電氣設備的防爆等級和防護等級，1區(qū)和2區(qū)內電 器設備采用隔爆型，室外電氣設備采用不銹鋼或工程塑料外殼，防護等級不低于 IP65。根據(jù)本工程海邊鹽霧腐蝕比較嚴重的特點，電氣設備防腐蝕等級為WF2， 確保供電、配電與用電的安全運行。根據(jù)本工程的爆炸危險類別設置可靠的防雷 裝置、過壓保護裝置、防靜電設施、等電位

9、聯(lián)結設施和防電擊技術措施。按碼頭 等級和油品類別以及潛在火災危險性設置火災報警系統(tǒng)和智能保安監(jiān)控系統(tǒng)。電氣設計應有很好的經(jīng)濟性。在滿足供電功能和確保安全的前提下，盡可能 減少投資，最大限度地減少電能消耗。本工程采用分布式供電系統(tǒng)，采用放射式 與樹干式相結合的供電方式，變電所深入負荷中心，最大限度減少電纜的長度和 費用。選用低損耗干式變壓器、高效節(jié)能燈具、節(jié)能型電子鎮(zhèn)流器等節(jié)能設備， 均衡負荷，補償無功，節(jié)約用電，降低施工、運行和維護費用，提高電能的綜合 利用率，以取得節(jié)能的經(jīng)濟效益和社會效益。電氣設計應便于施工、維護和管理，設計選用的設備、元件和材料必須是有 多家公司可以生產(chǎn)銷售的，以便于招標

10、采購并降低費用；設備的運輸、安裝和維 護必須方便，不需要大型設備和專用工具和技術特別高的人員。易損部件和材料 應盡量少并且能方便快速地更換，盡量減少停電時間和維護費用。電氣工程的設計將做到：設計依據(jù)完備、可靠；設計程序嚴謹、合理；設計內容正確、詳實；設計深度滿足工程各階段的需要；設計文件規(guī)范、工整，符合國家有關規(guī)定；設計變更原因清楚，責任分明，有據(jù)可查。本工程是由工藝、機械、總圖、水工、路場、電氣、自控、儀表、通導、給 排水、暖通、建筑、結構等各個專業(yè)工種共同完成的，各個專業(yè)之間相互依存制 約，有機結合，密不可分，各專業(yè)之間需要大量的互提中間資料和設計條件。所 以電氣工程的設計必須與其他專業(yè)互

11、相配合，通力合作，按時向其它專業(yè)提供設 計條件，保證整個工程的設計能夠有條不紊地順利推進。設計出現(xiàn)變化時及時與 其它專業(yè)溝通，力求避免錯、漏、碰、缺現(xiàn)象發(fā)生。變配電所設計碼頭變配電所與控制室布置在綜合樓內，有人值班。油品碼頭在作業(yè)過程 中存在發(fā)生爆炸和火災的可能性，因此變電所和控制室位置的選擇，應首先考慮 人員的安全性，便于人員逃生，在爆炸與火災危險區(qū)域之外，門窗開在危險性最 低和便于逃生一側。其次，變電所應該盡量靠近負荷中心，布置在底層，便于進 出線和設備運輸。本工程泊位數(shù)較多，所以采用分布式供電方案，根據(jù)負荷分布情況，在5 萬噸碼頭和5000噸碼頭分別設置變電所，深入負荷中心，最大限度縮短

12、電纜長 度。配電所宜按無人值班型式設計。碼頭變電所是整個工廠或儲運設施10KV供電網(wǎng)絡中的一個終端變電所，有 三級負荷和小量一級負荷，容量約為200KVA左右，采用兩路10KV獨立電源供電， 隔離開關受電，變壓器采用負荷開關操作，熔斷器保護，就可以滿足要求。這樣 設計的目的，也是為了簡化結線，降低投資，便于維護管理。本工程由于三級負荷雖然設備數(shù)量較多，但功率很小，而且屬于短時工作制， 總用電量不大，可與一級負荷合并，按照一級負荷供電。400V母線采用單母線 分段的型式，兩路進線電源互為備用，自動切換，這樣既可以簡化系統(tǒng)結線，提 高供電的可靠性，也可以減少配電柜數(shù)量，降低投資。對于通訊系統(tǒng)、電腦

13、監(jiān)控 系統(tǒng)采用在線式UPS電源供電；應急照明和疏散照明系統(tǒng)屬于一級負荷中的特別 重要負荷，數(shù)量較多，因此采用UPS電源供電，這樣應急燈與普通燈相同，不帶 蓄電池，既可降低投資，又便于安裝和維護。照明系統(tǒng)設計碼頭照明系統(tǒng)的設計，分為正常照明、障礙照明、應急照明和疏散照明。工 作平臺照度不應低于50Lx，棧橋照明不應低于15Lx，應急照明燈具一般占正常 照明的30%，可兼作疏散照明用。在工作平臺、棧橋和人行橋橋上應設置正常照明燈具和應急照明燈具，由于 本工程棧橋很長，路燈較多，應急照明燈采取單獨回路供電，不帶電池，可以大 大降低成本和維護費用。在碼頭兩端、中部和棧橋中部應設置紅色障礙燈，間距一般為

14、100米。工作平臺選用隔爆泛光燈，泛光燈的安裝充分利用工作樓樓頂、登船梯、消 防炮塔架、工藝管道支架等構筑物安裝，無須另外設置燈桿，這樣既便于安裝維 護，又節(jié)省投資。泛光燈的投射角度不宜超過45度，應避免直接照射到船上， 造成眩光，干擾船舶夜間靠離泊。棧橋和碼頭兩邊人行橋的燈具選用平臺式防塵防水防腐日光燈，安裝在陸側 欄桿上。平臺燈高度宜為3米，間距宜為12米，這樣既便于安裝和日常維護， 又不妨礙帶纜作業(yè)。由于日光燈具有節(jié)能、發(fā)光面大、沒有眩光、表面溫度低等 特點，特別適合于石化工程，因此應優(yōu)先選用。殼牌等國外石化企業(yè)的廠區(qū)和碼 頭現(xiàn)在普遍使用的都是日光燈。（3）電纜選擇及電纜敷設方式油品碼頭

15、電纜一般選用阻燃電纜（ZRA），YJV絕緣，PVC護套，由于全部在 橋架中敷設，活穿鋼管敷設，所以沒有必要選用鎧裝電纜。油氣碼頭用電設備主要集中在工作平臺和棧橋根部，電纜宜采用電纜橋架敷 設，分支電纜宜采用穿鋼管沿工藝管道方向明敷。棧橋上的電纜橋架宜沿棧橋外側敷設，這樣既可以兼作棧橋護欄，又不占用 路面和管道支架，減少棧橋寬度，可以大幅度降低工程投資。平臺上的電纜橋架宜靠近設備位置架空敷設，架空高度2.5米以上，應避開 工藝管道和設備，不妨礙人員和設備通行，并考慮便于分支電纜穿鋼管進出和敷 設。碼頭兩邊人行橋的電纜不多，可以穿鋼管沿道路陸側欄桿的外側明敷；電纜 數(shù)量較多時，也可采用電纜橋架，沿

16、道路陸側欄桿的外側敷設，電纜橋架和電纜 管不宜占用人行道，以便于人員通行，既方便施工，又美觀。解纜鉤供電電纜需 要跨越人行道時，可穿管從系纜墩橋底下穿過，或沿工藝管線敷設，這樣可以不 必在橋面埋管，便于施工。橋底下無法通過時，盡量埋管或架空敷設，埋管時注 意解纜鉤電纜進線口位置。（4）接地及防雷、防靜電設計油品碼頭接地系統(tǒng)比較復雜，分為工作接地、保護接地、信號接地、防雷接 地、防靜電接地、等電位接地以及陰極保護接地等。由于各種接地系統(tǒng)的接地極 很難完全分開并保持足夠的安全距離，因此本工程采用共同接地系統(tǒng)，即上述各 種接地系統(tǒng)共用接地極。本工程利用水工基礎樁鋼筋作為接地極，單根樁的接地 電阻小于

17、4歐姆，總接地電阻小于1歐姆。油品碼頭對安全性和抗電磁性干擾要求較高，因此本工程采用TN-S接地型 式，變壓器中性點直接接地，PE線與N線分開，僅在變壓器中性點一點相連， 設備的外露可導電部分均與PE線連接。由于PE線與N線分開，PE線中無電流 通過，因此對接PE線的設備不會產(chǎn)生電磁干擾。碼頭接地干線可以選用-40X4鍍鋅扁鋼、鍍鋅圓鋼、裸銅線或黃綠雙色銅芯 電線，沿碼頭和棧橋四周明敷，形成均壓環(huán)網(wǎng)，這樣做既可減少跨步電壓，又可 以有效防止直擊雷和感應雷。變配電所和控制室室內應設置主等電位接地母排，等電位接地母排與接地干 線的連接不應少于兩處。設備和構筑物接地做法可參照國家標準圖集接地裝置安裝

18、（03D501-4） 和利用建筑物金屬體接地裝置安裝（03D501-3）施工。（5）電氣設計注意事項油氣碼頭的種類較雜，規(guī)模變化較大，各種管道縱橫交錯，立體布置，地方 狹隘，各種管線需要保持合理凈距。在設計、施工過程中工藝的品種、數(shù)量、規(guī) 模經(jīng)常由于業(yè)主的要求和其它原因而不斷發(fā)生變化。由于油品碼頭易燃易爆的特 點，政府各部門對其審查、驗收的要求也很高，涉及的政府監(jiān)管部門很多。以上 是油品碼頭設計的最大特點。根據(jù)以上特點，在設計過程中需要注意以下事項：嚴格按照設計規(guī)范和有關部門的要求做好防火、防爆、防靜電、防雷、防腐、 防雨、防風等防護設施，做到以人為本，安全第一。認真研究總圖、水工立面結構圖和工藝專業(yè)提供的平面圖、立面圖、大樣圖， 充分了解碼頭結構、工藝管線的走向和和設備布置情況，為電氣管線走向找出合 理空間，充分利用工藝管道支架和棧橋、碼頭外測敷設電纜橋架和電纜管，利用 管道支架、登船梯、消防炮塔、鋼棧橋燈高大構筑物安裝燈具和其它電氣設備，