中電工程東北院開展中東首個全數(shù)字化燃煤電廠三維設(shè)計

8月31日，來自沙特電力、德國Fitchner、美國GE、哈電國際等公司的代表共同觀看了東北院迪拜哈翔4×66萬千瓦燃煤電站全廠三維設(shè)計展示，對中電工程東北院在全數(shù)字化電廠設(shè)計工作取得的成果表示了高度贊賞，并表示將在迪拜進(jìn)行項目三維設(shè)計的同步展示。

在迪拜哈翔項目初步設(shè)計階段，東北院與GE公司密切配合，開展了“全專業(yè)、全空間、全項目”范圍的三維設(shè)計，共完成P&ID設(shè)計圖紙81張，PDMS布置圖紙152張，建立了全廠建筑和設(shè)備模型，成功搭建起國際高端工程數(shù)字化電廠 “樣板間”。

所見即所得 設(shè)計進(jìn)入三維時代

在迪拜哈翔電廠的全廠三維漫游中可以看到，所有建筑、設(shè)備、管道和線纜布置都在計算機(jī)內(nèi)按照實際比例搭建完成。“這相當(dāng)于我們在虛擬空間內(nèi)，按照實際施工流程，完整地建設(shè)了一座數(shù)字化電廠。”東北院三維布置中心主任袁泉介紹說。

為實現(xiàn)這一目標(biāo)，東北院嘗試使用了一種全新的設(shè)計流程。在P&ID設(shè)計中，東北院改變了以往先在CAD中繪制草圖，然后在進(jìn)入Diagrams平臺進(jìn)行二次繪制的做法。各專業(yè)直接在Diagrams平臺上開展協(xié)同設(shè)計，極大提高了系統(tǒng)工藝流程設(shè)計的效率。

在進(jìn)行三維布置設(shè)計時，項目所有專業(yè)在PDMS平臺內(nèi)同時開展整體協(xié)同設(shè)計。“通過這個項目，我們再造了全新的三維設(shè)計工作流程，設(shè)計理念發(fā)生深刻變化，各專業(yè)協(xié)同也實現(xiàn)了前所未有的密切配合。”袁泉說。

全三維設(shè)計為現(xiàn)場施工帶來了極大的便利。電廠三維模型完整、直觀，可以提前模擬現(xiàn)場施工流程，能夠大幅度提高施工精細(xì)化程度和工作效率。這可以幫助迪拜項目施工實現(xiàn)一次開挖，一次回填，避免了重復(fù)工作帶來的浪費。

不僅如此，現(xiàn)場施工的靈活性也大大提高。以往鍋爐、汽機(jī)等主要設(shè)備先施工，其他設(shè)備后施工的流程得到改變，各個專業(yè)同時開展施工，并充分避免碰撞成為可能，這能夠充分縮短工期。

同時，業(yè)主在開展項目審查時，也能夠在三維模型的幫助下，更清晰、直觀地了解設(shè)計情況。這將有效避免以往國際項目審查時間長，各項內(nèi)容反復(fù)溝通說明的情況。

“總的來說，應(yīng)用全廠三維設(shè)計，可以為項目各個相關(guān)方的工作都帶來很大便利。”袁泉說。

跨國協(xié)同 模型數(shù)據(jù)實現(xiàn)云共享

美國GE公司是迪拜哈翔電站的主要設(shè)備提供商。要實現(xiàn)完整的數(shù)字化電廠設(shè)計，離不開GE公司在設(shè)備模型方面的密切配合。在項目設(shè)計之初，東北院與GE公司就設(shè)計協(xié)同問題進(jìn)行了充分溝通，確定了雙方認(rèn)可的設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)和配合模式。

“在解決了信息安全、設(shè)計規(guī)劃、溝通方式等方面的問題后，我們和GE公司很快在項目實施中達(dá)成了共識，并在整個設(shè)計過程中配合順暢，配合范圍也達(dá)到了前所未有的深度。”袁泉介紹。

在設(shè)計中，東北院和GE公司采用了統(tǒng)一的數(shù)字化設(shè)計平臺，并通過網(wǎng)絡(luò)傳遞實現(xiàn)模型和數(shù)據(jù)的共享。有了GE公司提供的完整的設(shè)備模型和詳細(xì)的模型數(shù)據(jù)，東北院在設(shè)計中可以直接應(yīng)用，從而能夠完成最準(zhǔn)確和精細(xì)的設(shè)計成果。

在此基礎(chǔ)上，東北院在設(shè)計過程中實現(xiàn)了實時的材料統(tǒng)計。在每一步設(shè)計工作完成后，東北院都可以非常準(zhǔn)確地給出各種施工材料的需求量數(shù)據(jù)，為總承包方開展招標(biāo)采購和材料控制提供了高水平服務(wù)。

為了克服時差因素，更好地與GE公司開展設(shè)計協(xié)同，東北院設(shè)計人員主動調(diào)整工作安排，通宵工作與GE公司開展溝通，成功全面實現(xiàn)了與GE公司模型的對接。

袁泉介紹說：“在這個項目中，GE公司不僅為我們提供了完整的設(shè)備模型，更進(jìn)一步交換了詳細(xì)數(shù)據(jù)，這在以前的配合中是前所未有的，充分體現(xiàn)了GE公司與東北院在設(shè)計工作上的相互認(rèn)可。”

全壽命周期 大數(shù)據(jù)服務(wù)運(yùn)行維護(hù)

完整的數(shù)字化電廠設(shè)計，不僅給項目前期建設(shè)帶來多種益處，更可以為電廠運(yùn)行維護(hù)、設(shè)備檢修和退役后的資源回收提供全壽命周期的服務(wù)。

一座完整的數(shù)字化電廠，擁有廠內(nèi)所有建筑設(shè)備的三維模型，并且記錄了全部基礎(chǔ)數(shù)據(jù)信息。在電廠的日常運(yùn)行和維護(hù)過程中，業(yè)主可以在這一平臺上對電廠數(shù)據(jù)進(jìn)行積累和擴(kuò)展。特別是廠內(nèi)主要設(shè)備從采購設(shè)計、到運(yùn)行檢修的完整信息都可以一目了然，對電廠判斷設(shè)備運(yùn)行情況提供了詳細(xì)的數(shù)據(jù)支持。

在電廠退役后，還可以根據(jù)數(shù)字化電廠中的數(shù)據(jù)信息，準(zhǔn)確判斷哪些設(shè)備可以繼續(xù)回收利用，可以充分節(jié)約資源。

不僅如此，數(shù)字化電廠為設(shè)計院積累設(shè)計大數(shù)據(jù)，加快實現(xiàn)由經(jīng)驗向知識的轉(zhuǎn)化提供了基礎(chǔ)，有利于設(shè)計技術(shù)的不斷進(jìn)步和設(shè)計精細(xì)化程度的不斷提升。

在迪拜項目設(shè)計中，東北院在各個專業(yè)設(shè)置了三維設(shè)計司令員，配合主設(shè)人完成三維設(shè)計協(xié)同。在初步設(shè)計階段，建筑專業(yè)完成了全廠建筑模型和布置設(shè)計，除灰專業(yè)突破性地完成了全廠綜合管架規(guī)劃，結(jié)構(gòu)專業(yè)不僅完成了主廠房結(jié)構(gòu)設(shè)計，還配合完成了輸煤、除灰、化學(xué)、生產(chǎn)輔助車間等各區(qū)域全部建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計。“通過開展全廠數(shù)字化設(shè)計，我們充分拓展了初步設(shè)計階段的深度和范圍，并且設(shè)計中完全按照KKS編碼命名， 為將來與業(yè)主運(yùn)維對接提供了堅實的數(shù)據(jù)基礎(chǔ)。這些也將給東北院未來設(shè)計工作積累寶貴的經(jīng)驗。”袁泉介紹。

目前，迪拜哈翔項目初步設(shè)計工作已經(jīng)基本完成。東北院數(shù)字化電廠設(shè)計、全三維出圖等方面的探索還在不斷深入。隨著首個數(shù)字化電廠樣板工程的設(shè)計完善，未來東北院在精細(xì)化設(shè)計和高水平服務(wù)方面將實現(xiàn)重大突破，并將對電力設(shè)計行業(yè)產(chǎn)生深遠(yuǎn)的影響。