自卸式水泥船改裝項(xiàng)目電氣設(shè)計(jì)

陳 龍

（上海中遠(yuǎn)海運(yùn)重工有限公司，上海 200231）

0 引言

近年來印度大規(guī)模開發(fā)農(nóng)村和經(jīng)濟(jì)適用房建設(shè)項(xiàng)目，對(duì)水泥的需求量日益增加。目前，印度市場上現(xiàn)有的海上水泥運(yùn)輸能力無法滿足日益增長的水泥需求量，急需經(jīng)濟(jì)適用的水泥船提升運(yùn)輸能力滿足市場運(yùn)輸需求。在此背景下，出于經(jīng)濟(jì)性考慮，印度船東通過將舊散貨船改裝成自卸式水泥船。文章以“DARYA SHAAN”自卸式水泥船改裝項(xiàng)目為例，對(duì)報(bào)價(jià)階段、圖紙?jiān)O(shè)計(jì)階段和建造階段所涉及的電氣設(shè)計(jì)內(nèi)容進(jìn)行分析。

1 報(bào)價(jià)階段電氣設(shè)計(jì)分析

1.1 改裝規(guī)格書內(nèi)容分析和評(píng)估

根據(jù)船東提供的技術(shù)規(guī)范、總布置圖和水泥系統(tǒng)說明書等初版圖紙文件，熟悉并了解該改裝項(xiàng)目中的工作范圍、電制要求以及新增的電氣系統(tǒng)等相關(guān)信息。通過對(duì)水泥系統(tǒng)說明書的熟讀，了解其工作原理和在各工況下的功率要求。通過對(duì)電氣系統(tǒng)的研究與分析，對(duì)涉及的設(shè)備型式和數(shù)量、電纜托架型號(hào)和長度、舾裝件型式、數(shù)量和電纜長度等電氣耗材進(jìn)行評(píng)估，匯總到用于經(jīng)營報(bào)價(jià)表中用于競標(biāo)使用。

1.2 改裝規(guī)格書內(nèi)容問題分析和澄清

對(duì)改裝技術(shù)規(guī)格書中提及的船東要求進(jìn)行分析，將相關(guān)要求與法國船級(jí)社（BV）的規(guī)范進(jìn)行對(duì)比，將沖突/不合理/不適用的內(nèi)容匯總到技術(shù)討論報(bào)告中，在船東會(huì)議上進(jìn)行商討。

該項(xiàng)目改造規(guī)格書中存在的問題，在技術(shù)會(huì)議上一一向船東澄清相應(yīng)問題，并記錄在會(huì)議紀(jì)要上，該會(huì)議紀(jì)要會(huì)作為商務(wù)合同的附件保留。

2 圖紙?jiān)O(shè)計(jì)階段電氣設(shè)計(jì)分析

項(xiàng)目合同簽訂生效后，根據(jù)合同要求和項(xiàng)目組計(jì)劃編制電氣設(shè)計(jì)詳細(xì)計(jì)劃表、設(shè)計(jì)物資采購企業(yè)資源計(jì)劃（Enterprise Resource Planning，ERP）下發(fā)計(jì)劃表以及電氣生產(chǎn)設(shè)計(jì)計(jì)劃表（見圖1）。依據(jù)項(xiàng)目計(jì)劃流程表開展后續(xù)電氣設(shè)計(jì)工作。

圖1 項(xiàng)目計(jì)劃流程表

2.1 詳細(xì)設(shè)計(jì)

2.1.1 原船系統(tǒng)改造勘察

根據(jù)電氣詳細(xì)設(shè)計(jì)圖紙對(duì)原船系統(tǒng)的改造可行性進(jìn)行研究。依據(jù)改裝規(guī)格書中的要求，對(duì)改裝部分的系統(tǒng)進(jìn)行原船系統(tǒng)查詢，在原船系統(tǒng)圖紙上核查是否有可以接入的備用端子和接口。在接入原船系統(tǒng)后，需做相應(yīng)的設(shè)計(jì)任務(wù)規(guī)劃，并將需要的軟件和硬件升級(jí)改造的信息提供給項(xiàng)目部，以便項(xiàng)目組與廠家及時(shí)溝通，規(guī)劃設(shè)備升級(jí)改造及調(diào)試的時(shí)間。

通過現(xiàn)場實(shí)地勘察，對(duì)原船系統(tǒng)的改造可行性進(jìn)行確認(rèn)。在散貨船抵達(dá)船廠后，現(xiàn)場勘察并入原船系統(tǒng)接口的現(xiàn)場設(shè)備，核查其內(nèi)部是否有足夠的空間進(jìn)行改造、內(nèi)部端子是否需要改造及接口信號(hào)是否能夠使用等問題，并向相關(guān)廠家咨詢改造方案涉及到的物資采購及改造周期等問題。

3號(hào)艙新機(jī)械處所區(qū)域新增2個(gè)污水井高位報(bào)警（LAH-003和LAH-004）和1個(gè)污油柜高位報(bào)警（LAH-005），將原船的報(bào)警接入到閥門遠(yuǎn)程控制和儲(chǔ)罐計(jì)量系統(tǒng)（Valve Remote Control And Tank Gauging System）里的信號(hào)采集箱（Signal Processing Cabinet）。經(jīng)現(xiàn)場勘查，確認(rèn)可對(duì)信號(hào)采集箱內(nèi)部進(jìn)行改造。通過對(duì)原船應(yīng)用軟件進(jìn)行升級(jí)，實(shí)現(xiàn) 3個(gè)點(diǎn)的報(bào)警功能，電氣設(shè)計(jì)規(guī)劃改造方案見圖2。

圖2 電氣設(shè)計(jì)規(guī)劃改造方案示意圖

2.1.2 新增改裝部分系統(tǒng)設(shè)計(jì)

依據(jù)船東改裝規(guī)格書、水泥設(shè)備廠家說明書、原理圖、法國船級(jí)社（BV）規(guī)范、國際電工委員會(huì)（IEC）規(guī)范等要求，進(jìn)行電氣系統(tǒng)的設(shè)計(jì)工作。該自卸式水泥船改裝項(xiàng)目新增改裝部分包括8個(gè)系統(tǒng)：1）電力一次系統(tǒng)；2）電力負(fù)荷分析及短路計(jì)算；3）水泥設(shè)備電氣系統(tǒng)；4）CO釋放報(bào)警系統(tǒng)；5）內(nèi)部通訊及報(bào)警系統(tǒng)；6）火災(zāi)探測(cè)及報(bào)警系統(tǒng)；7）照明系統(tǒng)；8）自動(dòng)化及儀表系統(tǒng)。不同的項(xiàng)目船東的要求不同，可依據(jù)實(shí)際情況增加或減少相關(guān)電氣系統(tǒng)的設(shè)計(jì)。若船東有特殊需求，可依照相關(guān)規(guī)范進(jìn)行電氣系統(tǒng)設(shè)計(jì)。

2.1.3 主干路徑規(guī)劃

根據(jù)船東提供的圖紙，熟悉新增的貨控室、集塵間、Trunk入口、甲板面吊機(jī)和水泥設(shè)備的位置，對(duì)全船改裝區(qū)域的主干電纜路徑進(jìn)行規(guī)劃。

2.2 設(shè)計(jì)物資采購

2.2.1 采購設(shè)備的領(lǐng)料單（Material Requisition，RM）文件編制

復(fù)雜系統(tǒng)的設(shè)備采購需進(jìn)行RM文件編制，RM文件包含7點(diǎn)內(nèi)容：1）系統(tǒng)介紹（Introduction）；2）規(guī)范，條例及標(biāo)準(zhǔn)（Rules, Regulations & Standards）；3）船舶工作環(huán)境條件（Site Condition）；4）技術(shù)要求（Technical Requirement）；5）測(cè)試和驗(yàn)收（Testing and Inspection）；6）擔(dān)保和保證（Guarantees and Warranties）；7）附錄（Appendix）。在具體執(zhí)行過程中，可根據(jù)項(xiàng)目的實(shí)際要求對(duì)RM文件的內(nèi)容增加或刪減。

2.2.2 技術(shù)退審及協(xié)議簽訂

在RM文件下發(fā)后，物資部向廠家提供技術(shù)協(xié)議。在廠家技術(shù)人員理解技術(shù)協(xié)議要求后，提供相應(yīng)圖紙、相關(guān)產(chǎn)品的型式認(rèn)可證書/產(chǎn)品證書、業(yè)績表和廠家設(shè)備資料等信息。經(jīng)過圖紙退審環(huán)節(jié)，對(duì)不符合技術(shù)要求的內(nèi)容進(jìn)行修改，直到滿足RM文件的要求。每種設(shè)備的技術(shù)協(xié)議需與3家廠商進(jìn)行簽訂，3家廠商的技術(shù)要求、報(bào)價(jià)要求以及數(shù)量必須一致。此外，廠家要進(jìn)行報(bào)價(jià)，用于比價(jià)競標(biāo)使用。最終，由物資部確認(rèn)中標(biāo)廠家，反饋給電氣技術(shù)部門，以開展下一步的設(shè)計(jì)工作。

2.2.3 圖紙匯總

在項(xiàng)目建造周期內(nèi)，相關(guān)供應(yīng)商供貨的設(shè)備陸續(xù)到廠進(jìn)行安裝。根據(jù)船檢意見，現(xiàn)場設(shè)備布置會(huì)做一定增加或修改，這就導(dǎo)致提供的認(rèn)可圖紙產(chǎn)生相應(yīng)變化。這種情況下，圖紙必須通過電氣設(shè)計(jì)人員的認(rèn)可。在船完工前兩周內(nèi)，廠家需將認(rèn)可后的圖紙遞交電氣技術(shù)核查，并在交船時(shí)提供給船東。

2.3 生產(chǎn)設(shè)計(jì)

2.3.1 鷹圖數(shù)據(jù)庫完善

該項(xiàng)目使用的鷹圖數(shù)據(jù)庫存在電氣生產(chǎn)設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)不完整的問題，需根據(jù)已知托架型式、標(biāo)準(zhǔn)基座型式、支撐件型式和標(biāo)準(zhǔn)設(shè)備型式等信息完善數(shù)據(jù)庫內(nèi)容，建立標(biāo)準(zhǔn)數(shù)據(jù)庫，便于生產(chǎn)設(shè)計(jì)建模時(shí)的調(diào)用。

2.3.2 電氣施工工藝標(biāo)準(zhǔn)的編制

針對(duì)于自卸式水泥船改裝項(xiàng)目，編制該項(xiàng)目的電氣施工工藝標(biāo)準(zhǔn)。在總體電氣安裝過程中，除在生產(chǎn)圖紙中有特別指明的情況外，均應(yīng)遵守此標(biāo)準(zhǔn)。

根據(jù)項(xiàng)目情況，結(jié)合生產(chǎn)設(shè)計(jì)及建造方面的要求，電氣施工工藝標(biāo)準(zhǔn)的內(nèi)容大致分為9部分：

1）總則。即施工工藝的主要說明。

2）電纜敷設(shè)要求總則。內(nèi)容包括船級(jí)社規(guī)范要求、電纜敷設(shè)具體細(xì)則、高/低壓電纜分隔和間距要求等。

3）電纜托架型式及安裝標(biāo)準(zhǔn)。主要內(nèi)容包括總體要求、電纜托架導(dǎo)板架型式要求、電纜托架型式要求、電纜單托型式要求、電纜托架支架型式要求以及扁鋼型式要求。

4）貫穿件型式及安裝標(biāo)準(zhǔn)。主要內(nèi)容包括總體要求、B型貫穿件、C型貫穿件、BH型貫穿件、EGY型圓形貫穿件、EGYK型圓形貫穿件、電纜管、鵝頸電纜管、電纜護(hù)套和普利卡套管等。

5）標(biāo)準(zhǔn)電纜安裝詳圖。主要內(nèi)容包括電纜彎曲半徑要求、電纜水平安裝要求、電纜垂直安裝要求、電纜的轉(zhuǎn)向敷設(shè)、不同高度的兩路托架電纜安裝、扁鋼上電纜安裝、電纜到分電箱或啟動(dòng)器安裝、生活區(qū)電纜安裝（單層墻/雙層舾裝板）、小型起動(dòng)機(jī)/開關(guān)盒電纜安裝和接地、電纜安裝（分支電纜）、機(jī)械區(qū)電纜安裝（無花鋼板/有花鋼板/使用電纜托架）、馬達(dá)及加熱器及本地啟停按鈕頂部進(jìn)線安裝/底部進(jìn)線安裝、組合式電力及插座電纜安裝、絕緣層上電纜安裝等。

6）電氣設(shè)備的安裝。主要內(nèi)容包括總體要求、設(shè)備通用安裝高度、機(jī)械處所電氣設(shè)備典型布置、生活區(qū)電氣設(shè)備典型布置、支架上分電箱典型安裝型式、艙頂熒光燈/LED燈典型安裝型式、表面式安裝熒光燈/LED燈典型安裝型式（壁式安裝）、嵌入式熒光燈/LED燈頂端支撐安裝、甲板燈典型安裝、立柱式安裝熒光燈、欄桿熒光燈典型安裝、機(jī)械區(qū)/生活樓感煙/感溫/感焰探頭典型安裝、機(jī)械區(qū)/生活樓揚(yáng)聲器典型安裝等。

7）接地。主要內(nèi)容包括接地類型、設(shè)備接地、接地線選擇和電纜接地等。

8）設(shè)備的進(jìn)線和接線工藝。主要內(nèi)容包括設(shè)備進(jìn)線細(xì)則要求、導(dǎo)線（芯線）標(biāo)記、電纜接頭型式要求、典型配電板/分電箱等圖例和接線工藝細(xì)則要求等。

9）銘牌和電纜標(biāo)簽號(hào)。主要內(nèi)容包括銘牌/電纜標(biāo)簽號(hào)尺寸等細(xì)節(jié)要求和電纜標(biāo)簽號(hào)安裝位置要求等。

2.3.3 原船電纜接口可用性確認(rèn)

該項(xiàng)目接口問題主要為主甲板面處接口，由于原船主甲板面完全切割，需重新制作甲板面，這就造成了原船從生活樓到艏部的錨絞機(jī)、前桅燈、計(jì)程儀和測(cè)深儀等設(shè)備的電纜均需要恢復(fù)。水泥系統(tǒng)、照明系統(tǒng)和自動(dòng)化系統(tǒng)等相關(guān)系統(tǒng)的電纜從水泥貨控室敷設(shè)到甲板面以及1號(hào)～5號(hào)艙室內(nèi)。

原船生活樓肋位號(hào)FR35處左舷接口為DN300管子接口，無法滿足改裝后電纜通道的要求。保留此處接口位置不變，將儀表電纜與電力電纜分開敷設(shè)，對(duì)電纜數(shù)量和寬度進(jìn)行重新計(jì)算。經(jīng)核實(shí)，需將原DN300接口改為DN450接口用于電力電纜敷設(shè)，并新增DN150接口用于信號(hào)電纜敷設(shè)（見圖3）。艏樓甲板肋位號(hào)FR195處左舷DN250接口可以繼續(xù)使用，滿足原船電纜恢復(fù)的要求。根據(jù) IEC 61892-6電纜敷設(shè)要求，正常照明電纜與應(yīng)急照明電纜需盡量分開敷設(shè)，若在托架上無法分開敷設(shè)，則可使用隔板進(jìn)行分隔。勘察發(fā)現(xiàn)，主甲板面及 1號(hào)～5號(hào)艙室內(nèi)應(yīng)急照明電源來自于生活樓內(nèi)應(yīng)急分電箱，由于從生活樓到主甲板面只有1個(gè)接口，故需要從生活樓增加一路接口。經(jīng)過實(shí)地考察，確認(rèn)新增接口DN150位于船舶生活樓肋位號(hào)FR35右舷位置（見圖4）。對(duì)原船電纜接口的可用性進(jìn)行確認(rèn)，為接口制定相應(yīng)修改或新增方案，可實(shí)現(xiàn)在電氣設(shè)計(jì)階段的合理規(guī)劃和設(shè)計(jì)，有效避免后續(xù)修改。

圖3 左舷接口改造方案

圖4 右舷接口新增方案

2.3.4 建模及出圖

在通過項(xiàng)目組建造計(jì)劃、搭載計(jì)劃和設(shè)計(jì)合理性研究等環(huán)節(jié)后，最終進(jìn)行分區(qū)建模和圖紙繪制（見圖5）。如有特殊情況需要額外增加對(duì)某區(qū)域的圖紙繪制工作，則可根據(jù)船東/項(xiàng)目組/的設(shè)計(jì)要求，增加相應(yīng)圖紙以滿足現(xiàn)場建造的需要。

圖5 區(qū)域劃分及圖紙內(nèi)容

3 建造階段電氣設(shè)計(jì)分析

3.1 設(shè)備廠家供貨入廠檢驗(yàn)

設(shè)備廠家供貨入廠時(shí)，需由項(xiàng)目組組織技術(shù)、現(xiàn)場、質(zhì)檢和物資等部門，依據(jù)物資采購階段電氣技術(shù)下發(fā)的RM文件、簽訂的技術(shù)協(xié)議以及廠家認(rèn)可的圖紙，核對(duì)廠家來貨設(shè)備清單、設(shè)備數(shù)量型號(hào)、船級(jí)社證書和出廠合格證等情況。如有出現(xiàn)供貨設(shè)備與圖紙不一致，內(nèi)部接線與圖紙不一致等情況需立刻與廠家聯(lián)系，進(jìn)行整改或者重新發(fā)貨。

根據(jù)現(xiàn)場設(shè)備的安裝順序，電氣設(shè)備一般在后期才會(huì)安裝。若未進(jìn)行入廠檢驗(yàn)，一些設(shè)備問題會(huì)在后期被發(fā)現(xiàn)，屆時(shí)處于報(bào)驗(yàn)調(diào)試階段，考慮到廠家的反應(yīng)和更改時(shí)間，很大程度上會(huì)影響到后續(xù)船檢報(bào)驗(yàn)和交船的期限。

3.2 電氣設(shè)備功能調(diào)試

詳細(xì)設(shè)計(jì)圖以及系統(tǒng)接線圖下發(fā)給現(xiàn)場，現(xiàn)場工人通常對(duì)系統(tǒng)、接線圖和設(shè)備的功能了解不足，此外，在接線過程中也有時(shí)會(huì)出現(xiàn)廠家設(shè)備內(nèi)部端子號(hào)更改與認(rèn)可圖紙不一致的情況。在此情況下，需要調(diào)試人員及時(shí)反饋，根據(jù)需求解釋相關(guān)系統(tǒng)和設(shè)備的功能和作用。若廠家設(shè)備出現(xiàn)問題，則及時(shí)與廠家溝通協(xié)調(diào)，及時(shí)進(jìn)行修改。

3.3 核查施工與圖紙不符部分

在工人施工過程中，托架布置未按圖紙焊接，拉敷電纜時(shí)路徑未按電纜路徑走向圖布置，導(dǎo)致電力電纜與儀表電纜混合，電纜管/貫穿件出現(xiàn)暴框的情況，無法滿足圖紙相關(guān)要求。施工與圖紙不符的問題要在現(xiàn)場配合的過程中，盡早核查出來，在保證可以進(jìn)行熱工作業(yè)條件和足夠施工人員數(shù)量的情況下通知現(xiàn)場主管進(jìn)行相關(guān)的現(xiàn)場整改，避免在臨近交期時(shí)才發(fā)現(xiàn)問題。

4 結(jié)論

文章以“DARYA S HAAN”自卸式水泥船改裝項(xiàng)目為例，分析在報(bào)價(jià)、圖紙?jiān)O(shè)計(jì)和建造階段所涉及的電氣設(shè)計(jì)內(nèi)容。研究成果可為類似改裝項(xiàng)目的設(shè)計(jì)人員在設(shè)計(jì)流程和項(xiàng)目把控方面提供一定指導(dǎo)。