FPSO改装项目主甲板电缆托架的设计

摘 要：本文根据在某2艘fpso改装项目对主甲板电缆托架设计的经验，介绍了FPSO改装中主甲板电缆托架的设计要点和注意事项。

关键词：FPSO；电缆托架；设计；要点

中图分类号：U671.915 文献标识码：A

Design of Cable Trays on Main Deck for FPSO Conversion

ZHANG Peng，YUAN Shan

（ Chengxi Shipyard （Guangzhou） Co.， Ltd. Guangzhou 511462 ）

Abstract： Based on the experience from the conversion project of two FPSOs， this paper introduces the design of cable trays on main deck of FPSO conversion.

Key words： FPSO； Cable Tray； Design； Key point

1 引言

FPSO （Floating Production Storage and Offloading）即海上浮式生产储油卸油装置，可对原油进行初步加工并储存，被称为“海上的石油工厂”。FPSO具有抗风能力强、适应水深范围广、储/卸油能力大，以及可转移、重复使用的优点，广泛适用于远离海岸的深海、浅海海域以及边际油田的开发，已成为海上油气田开发的主流生产方式，有广泛的使用价值。

2 FPSO主甲板电缆托架的范围和要求

FPSO B和FPSO C是由继FPSO A后中船澄西（广州）承接的2艘FPSO大型改装工程，改装项目涉及全船，其中生活区由龙穴造船厂负责，其它区域包括机舱、主甲板、首楼等区域由中船澄西（广州）负责。

这两个FPSO的改装项目中，主甲板电缆托架承担着连接尾部机舱区域、上层建筑和主甲板各个模块以及首楼舱室设备的桥梁作用，是整个FPSO的交通大动脉。其中连接发电机模块和高压配电板的高压托架上共计有143根高压电缆；低压电力托架上低压单芯电缆有440根，低压多芯电缆1 274根，共计1 714根低压电缆；仪表托架上电缆共计1 609根。另外，主甲板上布置了大量的电仪设备，每个设备根据电缆的规格和安装形式要求不同，选择不同的电缆托架、托槽或者电缆管连接到主干托架上或设备之间互相连接。多点系泊、输油平台以及克令吊模块也需要电缆托架连接。主甲板上模块多、管子多、情况复杂，设计的好坏直接影响到后续电缆的敷设进度、施工难度和质量。

3 主甲板电缆托架的设计要点

3.1 主干托架的基本要求与选择

根据ABS规范和SBM规格书的要求，电力电缆和仪表电缆必须分开敷设，间距要求≥300 mm；高压电缆和其他电缆分开敷设，间距要求≥600 mm；仪表电缆广播通用报警系统要分成AB两路，两路电缆不能敷设在一个托架上；低压电力电缆中的报警闪光灯也要分AB两路。每个模块对应一定数量的电缆，综合考虑左右舷模块布置的不同，经过核对电缆册，我们可以初步确定电缆托架的数量和宽度。

综合考虑以上因素，在设计主甲板电缆托架时，左舷主干电缆托架如图1所示：三层主干托架，三排一起，由尾部夹层的托架引出，连接尾部电气仪表控制室（ENIF）、尾部集控室和主甲板模块以及首部设备间的电仪设备。根据电缆册中左舷模块的电缆数量和外径，计算出左舷高压托架宽度为1 200 mm，数量为1路；低压仪表托架宽度为1 000 mm，数量为4路；仪表托架宽度为1 000 mm，数量为4路。

右舷有高压发电机模块，所以右舷高压托架会多一些，经过计算，右舷电缆托架如图2所示：三层托架，四排一起，上层为高压托架，宽度为1 200 mm、1 200 mm、700 mm和1 200 mm；中层为低压电力托架，宽度为1 000 mm；下层为仪表托架，宽度为1 000 mm。

3.2 左右舷电缆互通托架的设计

根据电缆册和电气设备布置图，有一些电缆是需要从左舷拉到右舷，所以在设计主干电缆托架时需要布置一些托架来连通左右舷的主干托架，见图3。

除了主甲板中部的互通电缆托架以外，在尾部夹层电缆托架也是连通的。左右两舷电缆托架在首部汇合到一个大的托架支撑上进入首楼控制室，所以在首部也是连通的，首部电缆托架如图4所示。汇合到首部的只是一部分托架，供首楼仪表间、蓄电池间、储藏间和消防泵间的电缆使用，经过计算，托架宽度别为1 000 mm的电力电缆托架3个和宽度为1 000 mm的仪表电缆托架3个。

4 主甲板电缆托架设计的注意事项

4.1 电缆托架连接处的设计

在电缆托架连接处每隔一段距离必须设计一个缓冲带，以适应船舶在不同海况和工况运行时可能产生的电缆伸缩。在缓冲带电缆托架断开处，我们采用聚四氟乙烯板来解决电缆在缓冲区域安装的问题。

缓冲带约1 200 mm宽，在这个部位电缆有一个自然的下弯，在电缆下部安装一个特氟龙板，电缆捆扎好敷设在特氟龙板上，这个橡胶板有一定的伸缩性，能满足电缆伸缩缓冲的要求，实际安装效果见图5。

4.2 输油平台处电缆托架的设计

输油平台有大量的仪表电缆和一些低压电力电缆，仪表电缆中广播通用报警系统要分成AB两路.两路电缆不能敷设在一个托架上；低压电力电缆中的报警闪光灯也要分AB两路；因此，输油平台的托架需要两路低压电力托架和两路仪表电缆托架对广播与通用系统进行AB路的分路。在开始设计时，只有一路电力托架和一路仪表托架。发现问题后，更改为图6所示。

4.3 电缆托架与管子的干涉

主甲板上有大量的管子，而到每个设备都有电缆托架或电缆托槽，如何避免碰撞是电缆托架设计的重点。在建模的时候主干电缆托架与几路主要的管路系统是分好各自位置的，两边是托架中间是燃油管路系统，不过有个别的管子支路需要从左舷到右舷穿过电缆托架，这时一般的处理方法是如果管子很大就从托架下面的支撑之间走，或者加高管子支撑从电缆托架上面走。管路从托架上部走的时候根据规范要求，不能有法兰之类的连接件，只能用焊接式。

主甲板上主要的干涉是到设备的分支托架与分支管路之间的干涉。在处理这个问题时，由于不能在三维软件Navisworks上直接建模，只能先用东欣SPD建模软件把主甲板的电气模型都建好，然后输出产生一个DXF文件，之后用Navisworks打开这个DXF文件，保存生成一个.nwd的文件，这个.nwd的文件可以和SBM提供的Navisworks全船模型合并成一个模型，全船模型上已经有SBM设计好的管路模型，合并就可以在这个模型上检查新加的电气模型是否有干涉，如图7所示，管子支撑和电缆槽之间的干涉一目了然。

在模型上检查有干涉后，需修改SPD模型，然后重新合并再次检查模型，模型不干涉后出施工图纸，这样就能保证图纸的正确性。

5 主甲板电缆托架设计的改进意见

在FPSO的主甲板电缆托架设计和安装过程中，有以下几方面问题需要改进：（1）同一舷的托架之间也应该适当地设置一些连通，比如左舷的低压电力托架之间适当地增加一些连通，以便于电缆就近拉放，节省电缆；（2）类似输油平台这样有大量电缆的重要模块，分支应该电力仪表各设计两路，这样才能满足规范的要求；（3）左右舷走道上方应该多设置一些分支托架，以便舷边的电气仪表设备电缆敷设，这样就不会出现大量电缆槽从走道上方跨过的情况。

参考文献

[1] HI39621-PEDWELPG449412 FPSO MOUNTING DETAILS TYPICALS.

[2] HI39621-PEDWELPG447100 FPSO UPPER DECK OVERALL MAIN

CABLE TRAY LAYOUT.

[3] ABS Rules 2009.