三维建模设计电厂，助力绿色双碳

yueyalingfeng · 发表于 1970-1-1 08:00:00

Bentley 应用程序助力实现经济和环境效益，将出图效率提高了 60%

推动中国绿色发展

山东省冶金设计院股份有限公司是一家集投资、咨询、设计、建设和运营为一体的国际化工程技术公司。经过 60 多年的发展，公司已成为中国冶金行业十大设计院之一及工程、采购和施工 (EPC) 承包商。冶炼钢铁过程往往会产生高炉煤气、转炉煤气和焦炉煤气等副产品，这些煤气可以在工序生产过程中利用，或通过化产回收消耗掉一部分，未在冶炼过程中使用的富余煤气不仅是对能源的浪费，也会对环境造成极大的危害。

为降低风险，限制进入大气层的污染物数量，中国政府正推动冶炼厂实现智能和绿色生产。山东省冶金设计院抓住这一发展机遇，在山东济南新建一座发电厂，济南拥有 900 多万人口，以其天然泉水而闻名。济南还拥有两家综合性钢铁厂，年产量超过 2,000 万吨。

钢铁企业集团能耗高，污染重，不仅危害自然环境，也降低了居民的生活质量。为减轻对环境的影响，山东省冶金设计院承建了这个投资 4.8 亿元的 EPC 项目。项目占地 4.6 万平方米，需要同时建设两套超高温超高压再热煤气锅炉和两套 65 兆瓦的超高温超高压再热纯凝汽式汽轮发电机组及配套设施。该工厂还配备成熟的循环水冷却系统，包括循环水泵房、吸水井和冷却塔。

团队面临的挑战包括项目可用面积小、管道布置复杂以及潜在的管道和结构件碰撞等问题。受这些限制影响，如果使用二维设计，他们将无法保证交付高质量的设计，也无法满足客户的数字化交付要求。山东省冶金设计院高级工程师兼项目经理周涛表示：“若仍采用常规二维设计的方式，设计质量、设计工期都无法得到有效保证。于是，我们采用三维设计，借助数字应用程序来完成高效率、高品质协同设计工作。”

数字化设计提升效率

山东省冶金设计院通常使用二维软件设计发电设施，这往往会导致平面布置出错。由于项目需要采用复杂的设计，他们确定传统二维发电设计方法将无法满足要求，因此，他们选用三维建模应用程序和稳健的协作解决方案来提升效率，妥善管理设计。

山东省冶金设计院采用 Bentley 工厂数字化设计应用程序来快速调整方案，最大限度地利用竖向空间，以便能在狭窄的施工区域内工作；使用 LumenRT 对项目进行直观的展示；借助 OpenPlant Modeler，他们能够轻松对汽轮机下庞大的系统管道和繁杂的电气、仪控线路进行合理布置，可有效地避免碰撞，提高设计的精准性；他们还使用 Bentley 的 AutoPIPE 进行管道应力分析。最后，团队使用 ProjectWise 实现多专业设计团队的无缝协作，改善了设计效率。Bentley 应用程序成功帮助团队跟踪设计进度，并发现碰撞和其他设计问题。

可视化确保可靠的设计

借助 Bentley 三维建模应用程序，设计团队可在方案设计阶段实现项目的可视化，方便各专业技术人员更直观地比选方案，最终得到一个既能保证安全可靠运行、满足使用功能，又能降低造价的方案。此外，土建专业还能提前搭建主厂房框架结构，提前将汽机、辅机等位置确定，以减少碰撞，节省投资。借助 Bentley Raceway and Cable Management，电气电缆专业还能在三维空间中提前完成桥架电缆沟布置、电缆路径规划等工作，提高设计效率 50% 以上。管道团队利用元件库数据，自动生成水管道、煤气管道材料采购清单，减少了工作量，保证了准确性。

使用 OpenPlant Modeler 实现管道放坡及精确定位，使设计质量提高了 13%。应用 OpenPlant Isometric Manager 从模型中抽取管道 ISO 图，与传统设计方法相比，减少了 30% 的时间和人力成本。通过利用创新的三维建模技术，山东省冶金设计院节约了 20% 的工时，图纸签发效率提高了 60%，材料统计效率提高了 50%，沟通效率改善了 20%。

除经济回报外，Bentley 工厂数字化设计应用程序的实施也提升了环境效益。例如，山东省冶金设计院设计利用煤气生产清洁电力的工厂。另外，该厂在冶炼过程中产生的废气、粉尘和硫酸钠浓度也极低。硫酸钠是脱硫过程的副产物，可作为其他工业生产的原料。未来，山东省冶金设计院将在项目中采用创新技术，减少发电厂对环境的影响，彰显企业的社会责任。