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  開(kāi)始檢測(cè)
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  開(kāi)始檢測(cè)

　　摘 要：在冶金工業(yè)發(fā)展進(jìn)程中，亞臨界煤氣發(fā)電鍋爐技術(shù)逐步發(fā)展并得到廣泛應(yīng)用。為了應(yīng)對(duì)復(fù)雜技術(shù)所帶來(lái)的挑戰(zhàn)，滿足國(guó)家和行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范要求，就有必要將BIM技術(shù)運(yùn)用于該類項(xiàng)目的設(shè)計(jì)過(guò)程，這樣會(huì)極大的提高設(shè)計(jì)效率，大大降低設(shè)計(jì)錯(cuò)誤。此外，建立的BIM 3D模型也便于項(xiàng)目投產(chǎn)后期的運(yùn)行及維護(hù)。

　　引言

　　BIM(Building Information Modeling)為信息化建模技術(shù)。圖1直觀解釋了BIM協(xié)同設(shè)計(jì)分工流程。

　　.

　　對(duì)于亞臨界煤氣發(fā)電鍋島設(shè)計(jì)來(lái)說(shuō)，輔機(jī)和管道數(shù)量多，種類和規(guī)格復(fù)雜。傳統(tǒng)的基于CAD的二維設(shè)計(jì)過(guò)程，往往一般通過(guò)管道的平立面圖表述管道的布置方式，管道之間的空間位置關(guān)系不夠清晰，在現(xiàn)場(chǎng)安裝時(shí)往往容易出現(xiàn)碰撞等問(wèn)題。對(duì)于需要應(yīng)力計(jì)算的管道還需要獨(dú)立建立應(yīng)力計(jì)算模型，與設(shè)計(jì)模型之間無(wú)數(shù)據(jù)關(guān)聯(lián)，容易出現(xiàn)于錯(cuò)誤。而運(yùn)用BIM技術(shù)能夠有效的解決此類問(wèn)題。下文將結(jié)合某鋼鐵企業(yè)的煤氣發(fā)電項(xiàng)目100W亞臨界鍋爐BIM設(shè)計(jì)過(guò)程，對(duì)于BIM技術(shù)運(yùn)用于此類設(shè)計(jì)展開(kāi)討論。

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　　該項(xiàng)目運(yùn)用的BIM軟件包括主流設(shè)計(jì)軟件：協(xié)同設(shè)計(jì)ProjectWises,三維建模軟件CADWorx Plant，設(shè)備建模軟件Inventor，以及管道應(yīng)力分析軟件CAESARII，汽水管道支架吊設(shè)計(jì)軟件路草EHS。軟件之間有接口相互連接，傳輸數(shù)據(jù)。

　　基于CADWorx Plant的3D模型建立

　　2.1管道元庫(kù)、等級(jí)庫(kù)的建立

　　CADWorx Plant作為基于廣泛應(yīng)用于AutoCAD平臺(tái)的BIM軟件,具有完備的管道元件庫(kù)及等級(jí)庫(kù)，同時(shí)可以可根據(jù)不同的行業(yè)進(jìn)行自定義修改。本項(xiàng)目建立了符合電力行業(yè)要求的管道元件庫(kù)-熱力元件庫(kù)，并基于該管道的元件庫(kù)建立了符合本項(xiàng)目要求的管道等級(jí)庫(kù),包括MS(主蒸汽)，BS(補(bǔ)汽) ，SS(煙氣) ，SF(熱風(fēng)) ，MG(煤氣管道)，HS(化學(xué)補(bǔ)充水)等10種管道等級(jí)，管道等級(jí)建立包括管道的設(shè)計(jì)參數(shù)，材料等重要的管道信息的確定。

　　2.2建立管道3D模型

　　完成管道的等級(jí)庫(kù)，元件庫(kù)建立后，可進(jìn)行管道的3D建模，建模時(shí)可根據(jù)需要對(duì)于管道的管線號(hào)等信息進(jìn)行設(shè)計(jì)。

　　為方便管道的定位，應(yīng)先導(dǎo)入結(jié)構(gòu)，設(shè)備的模型作為參考，該結(jié)構(gòu)、設(shè)備模型可隨結(jié)構(gòu)，設(shè)備的設(shè)計(jì)變化而實(shí)時(shí)變化，導(dǎo)入后的結(jié)構(gòu)及設(shè)備模型如下：

　　圖3給出了完整的該項(xiàng)目鍋爐房工藝管道3D模型，通過(guò)漫游，碰撞檢查可實(shí)時(shí)檢查管道路由是否合理。此外，軟件還提供了單開(kāi)某幾類管道模型進(jìn)行觀察(隱藏其他的模型信息)，使觀察具有側(cè)重點(diǎn)。圖4給出了單開(kāi)所有工藝管道模型的情況，圖5給出了單開(kāi)鍋爐范圍內(nèi)煤氣管道模型的情況。

　　CADWorx Plant軟件可自動(dòng)生成平面圖、剖視圖和軸測(cè)圖，這些施工圖紙與3D模型直接關(guān)聯(lián)，圖紙隨模型的修改而實(shí)時(shí)變化。避免了施工圖修改過(guò)程中一些應(yīng)疏忽而造成的錯(cuò)誤。

　　所建立的3D模型包含了管道設(shè)計(jì)過(guò)程中所需的所有數(shù)據(jù)，便于后期的查看、維護(hù)及管理。

　　2.3基于CAESAR II的管道應(yīng)力計(jì)算

　　本工程主廠房規(guī)劃標(biāo)高為0.000m(高低壓配電室)、4.500m(電纜夾層)、9.00m(集中控制室/電子設(shè)備間)、14.00m(管道夾層)、17.500m(除氧層)。基于不同的標(biāo)高層，形成管道和電氣設(shè)計(jì)模型。在設(shè)備模型的外形、定位和接口信息完整的前提下，同時(shí)與結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)同步，保證管道設(shè)計(jì)、結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的確性。

　　完成管道設(shè)計(jì)模型后，可以將需要應(yīng)力計(jì)算的管道(主蒸汽、補(bǔ)汽)管道導(dǎo)出到CAESAR II軟件直接進(jìn)行應(yīng)力計(jì)算。CAESARII管道應(yīng)力分析軟件是一款壓力管道應(yīng)力分析專業(yè)軟件，它既可以分析計(jì)算靜態(tài)分析，也可進(jìn)行動(dòng)態(tài)分析。

　　圖5給出了應(yīng)力計(jì)算模型，該模型與管道的3D模型完全一致，并可以隨著管道的3D模型修改而快速修改。此外，CAESAR II軟件管道應(yīng)力計(jì)算的結(jié)果可返回給CADWORX Plant,并可根據(jù)應(yīng)力計(jì)算結(jié)果便捷的修改CADWORX Plant中建立的管道模型。

　　對(duì)于工程設(shè)計(jì)人員而言，建立的BIM模型應(yīng)符合業(yè)主合同要求的模型設(shè)計(jì)深度，但是在項(xiàng)目中，不同階段需要組織模型生產(chǎn)(一般是30%，60%，90%進(jìn)度)根據(jù)校核意見(jiàn)會(huì)導(dǎo)致模型反復(fù)的調(diào)整和修改，同時(shí)也增加了設(shè)計(jì)工作量。BIM模型是一個(gè)由簡(jiǎn)到精的過(guò)程，為了降低方案大范圍調(diào)整對(duì)模型建立工作所造成的影響，應(yīng)采取分階段建模分階段討論的機(jī)制，定期召開(kāi)例會(huì)發(fā)現(xiàn)并解決項(xiàng)目設(shè)計(jì)中的問(wèn)題。

　　總結(jié)

　　基于BIM技術(shù)的汽輪機(jī)主廠房工藝管道設(shè)計(jì)可避免基于CAD二維設(shè)計(jì)過(guò)程中經(jīng)常出現(xiàn)的錯(cuò)誤，建立的3D BIM模型中可包含管道設(shè)計(jì)過(guò)程中需要的所有數(shù)據(jù)，便于自動(dòng)出圖與后期的維護(hù)。此外，3D BIM模型與應(yīng)力計(jì)算軟件具有雙向接口，極大的提高了設(shè)計(jì)人員的設(shè)計(jì)效率，大大避免了管道碰撞等錯(cuò)誤。在后期項(xiàng)目的運(yùn)用過(guò)程中如若在設(shè)計(jì)過(guò)程中進(jìn)一步耦合路草EHS之類的管道支吊架軟件，將會(huì)使設(shè)計(jì)管道過(guò)程更加完整，更加智能。——論文作者：郭 銳