热电站改造项目BIM设计应用ppt67页

1、2016年“创新杯”建筑信息模型（BIM）设计大赛比什凯克热电站改造项目BIM设计应用主要内容n1 概述n2 工程应用情况n3 技术经济与社会经济效益n4 创新应用n5 BIM设计总结与建议1 概述n2012年年9月开始正式实施月开始正式实施三维数字化设计推进计划三维数字化设计推进计划。n2013年年3月正式成立数字化设计中心，月正式成立数字化设计中心，8月正式月正式投运投运生产生产。n湖北省电力勘测设计院始建于湖北省电力勘测设计院始建于1958年年，隶属隶属中国中国电力建设集团电力建设集团有限公司有限公司。具有。具有对外总承包工程资格，拥有甲级电力工程咨询、设计、勘测资质，是中国首批对外总承

2、包工程资格，拥有甲级电力工程咨询、设计、勘测资质，是中国首批取得太阳能光电一体化及光伏电站专项资质的企业。取得太阳能光电一体化及光伏电站专项资质的企业。单位介绍n2014年设计院重组，数字化中心成为独立的生产辅助部门年设计院重组，数字化中心成为独立的生产辅助部门。n2014年年9月成立月成立HEEC-Bentley中国电力工程软件联合研发中心中国电力工程软件联合研发中心。1 概述n1项成果获项成果获2014年度全国勘察设计协会年度全国勘察设计协会QC 成果成果3等奖等奖。n多个多个项项目目成果成果获获 2013 BE创新奖创新奖。n成果应用于成果应用于卡卡拉卡拉卡2150MW燃煤电厂、兴义燃煤

3、电厂、兴义2350MWCF燃煤燃煤电厂电厂、印尼苏、印尼苏拉威西拉威西250MW燃煤电厂等多个项目。燃煤电厂等多个项目。单位介绍n3项成果获中国电力工程数字化设计（项成果获中国电力工程数字化设计（EIM）大赛优胜奖）大赛优胜奖。n2项成果获首届中国建设工程项成果获首届中国建设工程BIM大赛二等奖大赛二等奖。n发表多篇关于发表多篇关于BIM技术的相关论文。技术的相关论文。1 概述n比什凯克火电厂始建于1958年，现共装有24台锅炉，11台汽轮机组，总功率为666MW。该热电站主要以供蒸汽和热水确保附近地区工业用户的供热和采暖要求。n比什凯克火电厂位于比什凯克市，是吉尔吉斯斯坦的政治、经济、文教和

4、科技中心，也是该国的主要交通枢纽。工程概况n本项目为在老厂区1-4号发电机组及配套的1-8号锅炉部分拆除后的场地及以南的空余场地上建设2x710t/h超高压煤粉锅炉+2x150MW超高压抽汽凝气式汽轮发电机组。1 概述n为减少设计的误差率、缩短工期、降低工程造价、提升项目管理水平，本项目采用了数字化设计。n本次数字化设计覆盖范围包括汽机、锅炉、运煤、除灰、电气、热控、建筑、结构、总图、化水、水工、暖通等全部相关专业。n新建机组同步建设脱硫系统，采用低氮燃烧技术，不设置单独脱销系统。工程概况本工程BIM设计应用特点（1）协同设计，信息实时共享图纸、文件规范化管理数字化设计体系文件全面流程化、标准

5、化管理管理高效1 概述系统设计与布置设计数据贯通系统与众多计算分析软件接口创新技术应用，辅助施工管理布置设计优化显著节约投资3000万元基于Bentley工厂设计系统自主研发六道、埋件提资、智能金具等数字化设计软件技技术术先先进进本工程BIM设计应用特点（2）1 概述Bentley标准化定制及二次开发BIM设计方案构架1 概述工艺专业土建专业电控专业碰撞检查校审批流程协同工作平台Projectwise工程全信息三维模型（.dgn文件）工程全生命周期管理工程数据中心（eB）n专业设计平台均已MicroStation平台为基础的绘图平台，MicroStation除了了具有CAD图纸所有的功能外，还

6、具有以下优点：n工作环境：根据不同项目设置工作环境，满足工程项目实施过程中的需求。引入工作环境后，专业内人员即可在相同的标准及规定下进行工作。n精确绘图等功能：图元的操作，捕捉，锁定，分离，旋转，复制等功能。有了此功能后，我们可以更为便捷的完成数字化设计的工作。n参考与总装技术：不同文件的模型组装到一个空间中，例如可以把机、电、土三个专业的所有图纸同时参考到一张图纸中，进行碰撞检测。BIM设计基础平台技术特点1 概述nPW是一个流程化、标准化的工程全过程管理系统，确保项目的团队、信息按照工作流程一体化地协同工作。ProjectWise协同平台技术特点1 概述n先进的协同环境，使工作流更安全、高

7、效的运转，使管理工作更为简便有效。n在工程规划、设计、建设过程中实现对工程内容的有效管理与控制，确保分散的工程内容的唯一性、安全性和可控制性；n能迅速、方便、准确地获得所需要的工程信息，提高团队的整体效益流程化、标准化的工程全过程管理系统1 概述ProjectWise协同平台技术特点行业适应性、可推广性1 概述Company Logo火电行业数据库完备专业环境覆盖全面全生命周期管理一个模型、一个平台、一个数据架构二、三维数据交互出图方便、快捷人工干预少各专业协同设计应用范围2工程应用情况n 涵盖投标、初步设计、司令图、施工图等阶段n 方案对比及优化、设计校审、碰撞检查、全厂模型组装n 三维平断

8、面图及管道ISO图抽取、设备材料和工程量统计、分析计算n 汽机、锅炉、运煤、除灰、电气、热控、建筑、结构、总图、化水、水工、暖通全专业覆盖应用深度2工程应用情况初步设计投标司令图施工图应用深度系统设计布置设计方案比选工程造价优化确定设计原则设计方案比选数据库建设系统设计布置优化细化系统图设计细化布置设计埋件提资碰撞检查详细布置设计分析计算图纸剖切详图设计支吊架设计应用深度2工程应用情况初步设计布置施工图阶段布置数字化设计组织保障组织保障2工程应用情况数字化设计人员组织结构n本工程人员配置情况：比什凯克热电站改造项目三维协同设计组成员25人（领导组4人，设总一人，机械设计9人，土建设计5人，电控

9、设计5人，IT支撑1人） 。组织保障2工程应用情况平台建设2工程应用情况发电工程数字化设计平台整体架构平台建设2工程应用情况n系统设计采用OpenPlant PowerPID软件n工艺系统设计与布置设计基于相同的数据库；n可实现系统设计数据向布置设计数据传递；n实现系统设计指导布置设计系统设计模块平台建设2工程应用情况n工艺布置设计设计采用OpenPlant 系列软件；n可应用于汽机、化水等工艺专业，实现管道的三维建模及设备的三维布置；n建模所需工程数据可直接从P&ID中读取；n管道、阀门基于等级驱动；n直接抽取ISO施工图。n工作空间托管于ProjectWise。工艺布置设计模块平台

10、建设2工程应用情况n采用AECOsim软件；n涵盖模型创建、参数化建模、图纸输出、材料统计；n模型剖切、二维出图；n图纸与模型联动。土建设计模块平台建设2工程应用情况nSubstation主要用于电气工程设计，能够完成电气设备建模、布置以及导线的挂接、金具布置、原理图绘制等电气专业三维设计；nBRCM可基于土建、设备布置模型完成电缆桥架、电缆沟、竖井、支吊架等布置；nBBES基于灯具模型库，进行灯具的布置，同时关联二维符号，生成平面图；nDIAlux照度计算；n自主研发智能金具软件。电控设计模块平台建设2工程应用情况本工程数字化设计平台技术特点及行业应用优势设计管理一体化二三维设计流程化数字化

11、埋件提资辅助设计软件接口实现各专业协同设计，明晰数字化设计管理流程实现数据的唯一性及数据在不同设计阶段的 流转。工艺土建埋件提资数字化，批量生成实体埋件，并可统计、出图。EHS支吊架设计软件CaesarII应力分析软件FGAC详图设计软件ANSYS有限元分析软件保温计算软件。平台建设2工程应用情况工艺专业数据交互流程平台建设2工程应用情况埋件碰撞检测、批量计算、计算书、图纸产品质量2工程应用情况1 1工艺元件库n基于等级驱动n数据结构遵循ISO15926n良好的一致性及拓展性n汽水管道库：GD87、GD2000n六道零部件库：74DD、D-LD2000n国标库n汽水管道阀门库n暖通风阀 产品质

12、量2工程应用情况2 2电控元件库 n二维符号库n三维模型库n典型间隔库n模型分类入库，便于查找n数据驱动典型间隔的电气设备材料表产品质量2工程应用情况3 3土建元件库 n建筑面砖库n彩钢库n各类道路、地坪草地样式n各等级变电构架库n参数化构建定义产品质量2工程应用情况 n参数化建模预定义了符合工业规范的参数化设备库，同时允许用户自定义。n自定义建模利用Microstation平台的三维建模功能创建模型，然后将其定义为具有设备属性的设备单元。n模型转换接收第三方三维设计软件创建的三维模型，然后将其定义为具有设备属性的设备单元。设备建模产品质量2工程应用情况管道建模-Openplant 基于等级驱

13、动管道建模基于等级驱动，布置管道时，根据系统图设计的管道等级，布置设计只需规划管道在三维空间中的走向，而不再需要关注管件的选型，软件会自动生成相应的弯头、三通、法兰、阀门、垫片等。 直接读取P&ID图数据建模时，管道数据直接从P&ID图中读取，保证数据的一致性及正确性。产品质量2工程应用情况 烟风煤粉管道数字化设计软件界面产品质量2工程应用情况 加固肋计算及数据导出产品质量2工程应用情况参数化建模电气设备模型库智能金具辅助设计系统电控专业建模产品质量2工程应用情况电控专业建模产品质量2工程应用情况土建专业建模Aecosim建模特点u各专业统一工作环境建模u 完备的数据库u 参数

14、化构建筑物建模u 模型为唯一数据源u 各相关部件之间自动关联产品质量2工程应用情况土建专业建模结构建模产品质量2工程应用情况土建专业建模建筑建模产品质量2工程应用情况模型总装预发布n 通过校审后发布模型。各专业在协同管理平台上发布i-model格式模型。产品质量2工程应用情况模型总装预发布n Microstation环境下查看工艺管道模型信息三维出图质量和效率2工程应用情况n本工程数字化图纸出图基于标准的数字化模型和完备的专业数据库；n通过协同设计管理平台实现对图纸的校审及管理；nP&ID图由工艺与热控专业协同设计，配合效率高；n工艺ISO图直接从管道模型抽取并能自动调用设计温度、设计

15、压力、水压试验压力等相关属性参数，保证了图纸文件与模型中相关设计参数的一致性及准确性；n其余专业二维图纸直接从模型中剖切生成，图纸可以和模型保持动态更新，后期处理工作量小；设计人员在工程设计修改中只需要专注模型的正确性，剖切的图纸即可联动修改，确保设计质量。三维出图质量和效率2工程应用情况出版出版校审校审校审校审Title in hereP&ID图图Title in here热控热控I图图Title in here热机热机P图图n热机专业首先完成“P”图的绘制，提交校审的同时，提交给热控专业。n热控在热机的“P”图上完成“I”图的绘制，提交校审的同时，返回给热机专业。n热机专业根据校审

16、意见修改图纸，修改后的图纸再一次给热控专业。 n热控专业根据热机专业修改后的图纸及校审意思再修改图纸。n热控专业最终返回给热机专业。PID软件专业间协同软件专业间协同-设计设计流程流程三维出图质量和效率2工程应用情况高压给水管道系统图三维出图质量和效率2工程应用情况直接抽取的管道ISO图三维出图质量和效率2工程应用情况剖切的主厂房建筑平面图三维出图质量和效率2工程应用情况通过模型生成密封风道立体图三维出图质量和效率2工程应用情况n土建专业模型剖切-二三维联动数字化设计突出作用2工程应用情况 协同设计、提高效率本工程各专业在同统一的协同设计平台上进行设计，解决了传统设计方式各专业之间（以及专业内

17、部）由于沟通不畅或沟通不及时导致的错误，有效提升了设计效率和设计质量。同时设计成品也集中在PW上进行管理。 布置设计优化通过各专业协同布置设计，本工程主要做了如下重大布置优化：主厂房双框架钢结构改为单框架结构；前煤仓布置改为侧煤仓布置；脱硫吸收塔方案一炉一塔改为两炉一塔。 确保数据一致性工艺P&ID设计与布置设计数据交互，确保数据一致性；图纸剖切二三维联动。 数字化设计成果复用设计数据复用：系统设计与布置设计数据贯通，实现设计数据复用，避免重复劳动；模型复用：通过接口技术，将设备或管道模型直接导入道分析计算软件进行应力或流场分析计算，节约时间成本和人力成本；数字化移交复用：将数字化设计

18、产品打包移交给业主单位，用于电厂的运维与培训，为业主创造价值。三维协同设计标准化2工程应用情况n依据院企业三标一体化质量体系文件和电力规划设计协会拟发布的数字化设计导则建立了一套适应于数字化设计技术的数字化设计体系文件：对设计流程设计流程、建建模深度、联系配合、数字化校审、成品管理模深度、联系配合、数字化校审、成品管理等数字化设计相关内内容进行了规定。用户评价2工程应用情况数字化设计在设计阶段的应用u布置设计优化u 数据传递u 模型复用u 碰撞检查u 协同设计 在过采用数字化设计手段及充分的技术经济比对，选择既能保证安全可靠运行、满足使用功能，又能降低造价、符合海外工程施工特点的方案。 通过数

19、据二三维传递，保证了数据的唯一性和正确性，实现系统设计指导布置设计。 通过与其它计算分析软件的接口，最大化的利用已建立好的管道、设备、结构等的模型。 通过专业内部及各专业间的碰撞检查，可以有效避免二维设计中经常遇到的碰撞问题，提高射击精度，减少设计返工。 通过各参与专业进行协同设计，设计进度实时更新。同时协同设计对本项目的规范化管理也起到了重要的作用，包括进度管理、设计文件统一管理、人员负荷管理、校审流程管理等。用户评价2工程应用情况数字化设计在施工阶段的应用u在设计阶段通过碰撞检查，有效避免专业内及个专业间的碰撞问题，减少设计返工，节省工期；u 利用各专业模型及Navigator软件，可进行

20、施工进度模拟及吊装模拟，提高现场的安装水平及施工管理水平；u 在施工现场，设计工代可以及时通过访问PW协同管理平台，实现设计与施工的密切、高效配合。用户评价2工程应用情况n本工程数字化设计手段的运用，得到了业主和施工方的一致认可和好评。3经济效益通过协同设计，使得各专业的配合便捷高效，有效节约了人工成本和时间成本，人工时的节省也节约了整个项目的投资成本。在P&ID设计中图库模板的使用，与传统绘图相比，设计效率提高了20%，且保证了数据的一致性，降低了出错率。OpenPlant中可实现管道放坡及精确定位，通过精确降低管道高度，节省了管道支架成本，同时也方便土建施工。通过精确布置设计优化（

21、如：将主厂房双框架钢结构改为单框架结构、脱硫吸收塔方案一炉一塔改为两炉一塔、前煤仓改为侧煤仓等），降低工程总造价3000万元。直接从模型中抽取管道ISO图，方便简单，高效准确，与传统设计方法相比，时间成本及人力成本可减少20%通过调用元件库数据，可以自动材料报表及材料采购清单，减少了工作量，保证了准确性报表统计、高效准确协同设计，提高效率数据传递，降低错误精确放坡，节约成本布置优化、降低造价直接抽取ISO图本工程数字化设计产生的经济效益（一）1234563经济效益通过专业内及专业间模型碰撞检查，避免了90%的碰撞，节约了人力及时间成本，提前了图纸交付时间。利用GEOpak提出最优的土方施工方案

22、：本工程填方工作包括移动挡土墙和老厂房拆迁的基槽填土，其中挖方工作量大于填方工作量，多余的土在老厂区最东侧的施工场地区域消化。通过过三维设计，优化了混凝土梁柱的截面和布置，减小混凝土土方量。优化选用截面更经济的窄翼缘轧制H型钢的梁柱截面。通过移动互联技术，在施工现场进行施工细节及设计资料查验，提高了施工管理水平。采用BRCM完成桥架电缆沟布置、电缆路径规划等工作，提高设计效率30%以上；采用我院自主开发的智能金具辅助设计系统，根据相关信息，自动匹配相应的金具，完善了导线布置及金具选择功能，提升了设计的效率和准确性。智能金具辅助设计碰撞检查，避免错误场地平整，精确计算优化结构布置移动互联、助力施

23、工电缆桥架布置本工程数字化设计产生的经济效益（二）7891011123社会效益数字化设计社会效益3、满足总包工程需求2、满足国内工程需求4、满足人力资源优化需求1、满足海外工程需求n前大多数海外工程业主均对数字化设计提出需求。数字化设计技术的掌握和运用，可很好的满足海外业主需求，减少重复性、无技术含量的劳动，提高生产效率，减少人为差错，提升工程设计质量，对我院发电业务领域海外试产的开拓起到了积极作用；n目前国内的业主、施工方或其他相关部门也对数字化设计或多或少提出了需求（比如有的施工方或当地的压力管道备案部门会提出提交管道ISO图的要求）。数字化设计技术的运用，可以很好的满足这些需求。n我院发电总承包项目日趋增多，设计进度及设计精细化程度对设计部门提出了更高的要求。数字化设计技术的应用可以减少人为差错，准确的提