热电站改造项目BIM设计应用

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1

概述2

工程应用情况3

技术经济与社会经济效益4创新应用5

BIM设计总结与建议1概述2012年9月开始正式实施《三维数字化设计推进计划》。2013年3月正式成立数字化设计中心，8月正式投运生产。湖北省电力勘测设计院始建于1958年，隶属中国电力建设集团有限公司。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2014年设计院重组，数字化中心成为独立的生产辅助部门。2014年9月成立HEEC-Bentley中国电力工程软件联合研发中心。1概述1项成果获2014年度全国勘察设计协会QC成果3等奖。多个项目成果获2013BE创新奖。成果应用于卡拉卡2×150MW燃煤电厂、兴义2×350MWCF燃煤电厂、印尼苏拉威西2×50MW燃煤电厂等多个项目。单位介绍3项成果获中国电力工程数字化设计（EIM）大赛优胜奖。2项成果获首届中国建设工程BIM大赛二等奖。发表多篇关于BIM技术的相关论文。1概述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。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、文教和科技中心，也是该国的主要交通枢纽。工程概况本项目为在老厂区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。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。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术先进本工程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OpenPlant六道软件OPPIDOPIM土建专业AECOsimGEOPAKSTADDProProStructure电控专业SubstationBRCMBBESDIAlux碰撞检查Navigator校审批流程Projectwise

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）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，还具有以下优点：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。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。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PW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概述先进的协同环境，使工作流更安全、高效的运转，使管理工作更为简便有效。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；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CompanyLogo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工程应用情况涵盖投标、初步设计、司令图、施工图等阶段方案对比及优化、设计校审、碰撞检查、全厂模型组装三维平断面图及管道ISO图抽取、设备材料和工程量统计、分析计算汽机、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总体保障设立数字化设计领导小组成立数字化设计中心数字化设计编入院战略规划1生产组织保障完善的数字化设计体系文件清晰的数字化设计组织结构规范各专业数字化设计流程数字化设计激励政策2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余建设2工程应魂用情况系统设恋计采用Op静en承Pl惕an停t资Po段we冠rP款ID软件工艺系数统设计产与布置化设计基老于相同价的数据删库；可实现拦系统设旬计数据燥向布置机设计数邻据传递闭；实现惹系统工设计胁指导注布置疲设计系统设计模块平台建扫设2工程应扯用情况工艺布辈置设计谊设计采油用Ope凳nPl武ant系列佳软件凡；可应用医于汽机陵、化水足等工艺脆专业，职实现管庸道的三英维建模忽及设备程的三维刻布置；建模帅所需疼工程愧数据盘可直籍接从P&寇ID中读取；管道吨、阀迷门基冈于等宴级驱驳动；直接抽乎取ISO施工地图。工作摧空间壳托管露于Pr屯oj隙ec娘tW辰is拉e。工艺布置设计模块平台世建设2工程道应用帮情况采用AE鞠CO苏si循m软件姨；涵盖模型绣创建搅、参纯数化醒建模最、图音纸输圣出、朵材料书统计；模型达剖切望、二棍维出啊图；图纸与烂模型联弄动。土建设计模块平台建罢设2工程应郑用情况Su督bs伍ta绿ti勒on主要纲用于辛电气抹工程谎设计耳，能暑够完口成电匠气设筛备建裂模、薯布置劝以及充导线县的挂吊接、进金具拘布置爹、原遣理图捕绘制堆等电运气专爹业三牧维设愧计；BR甲CM可基于峡土建、敏设备布驳置模型恼完成电材缆桥架朱、电缆伶沟、竖损井、支技吊架等稠布置；BBE垃S基于灯货具模型悬库，进气行灯具嚼的布置就，同时窄关联二委维符号皮，生成奔平面图；DIA铲lux照度奏计算促；自主研躺发智能案金具软详件。电控设计模块平台建仍设2工程应幻玉用情况本工程刻数字化泰设计平夕台技术煎特点及里行业应射用优势设计管水理一体座化二三撕维设投计流溜程化数字霉化埋定件提现资辅助设箩计软件稠接口实现档各专主业协想同设是计，究明晰滥数字扫化设销计管铜理流循程实现数推据的唯垃一性及鉴数据在蛮不同设防计阶段惰的流搏转。工艺土知建埋件亿提资数落字化，戚批量生片成实体歉埋件，催并可统于计、出锯图。EHS支吊架互设计软盯件Ca细es蓄ar活II应力分茧析软件FG体AC详图尤设计匙软件AN凯SY睁S有限非元分刊析软争件保温计辩算软件。。院。。扑。。平台医建设2工程桥应用蹄情况工艺猜专业出数据指交互上流程平台建捧设2工程应隐用情况埋件常碰撞贴检测禁、批唯量计岗算、喇计算牛书、察图纸产品质龙量2工程应厉用情况1工艺元件库基于猜等级梁驱动数据逐结构既遵循ISO片159兵26良好畜的一范致性野及拓支展性汽水管猪道库：GD8免7、GD2拾000六道牌零部问件库认：74D握D、D-拘LD抬20励00国标库汽水管楚道阀门旨库暖通风孤阀产品循质量2工程应叛用情况2电控元件库二维淋符号筹库三维模竭型库典型购间隔情库模型固分类椅入库陷，便数于查筹找数据散驱动典型映间隔协的电日气设惹备材长料表产品陈质量2工程哭应用倘情况3土建元件库建筑烈面砖绿库彩钢临库各类探道路栗、地嗽坪草孔地样遍式各等写级变已电构彻架库参数贩化构委建定哈义产品质衣量2工程应穿用情况参数化看建模预定义量了符合替工业规笼范的参瘦数化设耍备库，缘瑞同时允倍许用户条自定义。自定脏义建港模利用Mi胖cr蜂os唉ta朗ti转on平台的壤三维建雄模功能唤创建模流型，然扮后将其傲定义为朗具有设剪备属性迟的设备狼单元。模型叔转换接收裙第三夹方三附维设切计软听件创值建的渡三维概模型确，然束后将慢其定每义为徐具有扶设备哀属性睁的设脾备单幼元。设备建控模产品质孝量2工程应晕用情况管道建模-Openplant基于等级驱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。产品亏质量2工程应皱用情况烟风在煤粉签管道程数字厕化设东计软胃件界耍面产品激质量2工程应阶用情况加固肋嗽计算及竭数据导弱出产品膏质量2工程应明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123电控专舟业建模产品钞质量2工程植应用舍情况电控专元业建模产品拿质量2工程应食用情况土建财专业宋建模Ae蛙co测si姐m建模特点各专业语统一工余作环境唱建模完备的受数据库参数化糕构建筑差物建模模型恋为唯盾一数银据源各相都关部肌件之闸间自磁动关痕联产品现质量2工程同应用蜘情况土建烧专业沿建模结构建摊模产品尚质量2工程应却用情况土建专巩业建模建筑嫁建模产品岗质量2工程应丙用情况模型凭总装幼预发闸布通过达校审岁后发鸽布模奴型。慰各专甩业在茄协同陡管理茧平台训上发吹布i-争mo正de截l格式侵模型奸。产品凤质量2工程恒应用钥情况模型冶总装圈预发叼布Mi乎cr炮os姻ta键ti锯on环境下搁查看工戒艺管道宇模型信容息三维出写图质量用和效率2工程丙应用林情况本工程辩数字化昨图纸出豪图基于魄标准的恳数字化迹模型和甚完备的溜专业数仗据库；通过协策同设计壮管理平较台实现旁对图纸旗的校审及管理；P&医ID图由工劲艺与热盛控专业杂协同设骗计，配端合效率衫高；工艺ISO图直列接从诉管道余模型土抽取妹并能睡自动峰调用科设计颤温度贞、设薄计压象力、罪水压功试验起压力栏等相局关属栏性参茶数，恳保证从了图坛纸文动件与锹模型步中相督关设兄计参扎数的淹一致侦性及熟准确债性；其余简专业殖二维园图纸帐直接拳从模轮型中绕剖切闷生成若，图暴纸可键以和铺模型嘴保持温动态惨更新屿，后殃期处革理工性作量奋小；设计猎人员设在工省程设漠计修记改中纤只需茄要专漠注模谎型的接正确两性，浊剖切国的图连纸即答可联方动修地改，势确保命设计葡质量游。三维执出图扔质量乱和效博率2工程碰应用萄情况出版校审校审TitleinhereP&ID图Titleinhere热控I图Titleinhere热机P图热机专奋业首先海完成“P”图的拍绘制，眠提交校雁审的同亦时，提御交给热姑控专业泳。热控在牢热机的即“P”图上签完成“I”图的该绘制，脖提交校脱审的同玩时，返冰回给热床机专业宗。热机浊专业则根据榜校审焰意见泄修改脂图纸膀，修寻改后坐的图玩纸再华一次通给热片控专捞业。热控垫专业久根据对热机盏专业教修改池后的失图纸芳及校妈审意轰思再拉修改者图纸娃。热控专仿业最终腿返回给遗热机专拘业。PID软件傍专业牧间协历同-设计流程三维出领图质量检和效率2工程应始用情况高压汉给水曲管道可系统设图三维扩出图星质量蹈和效乱率2工程霉应用对情况直接抽看取的管级道ISO图三维筐出图芽质量剪和效轨率2工程意应用犁情况剖切纳的主乌厂房蚀建筑豪平面槐图三维出肌图质量惩和效率2工程轰应用惠情况通过共模型申生成渠密封挥风道性立体何图三维出孟图质量疏和效率2工程泳应用邪情况土建专添业模型桶剖切-二三苍维联吓动数字化五设计突秋出作用2工程应唇用情况协同葬设计螺、提戒高效滤率本工歇程各坑专业代在同柳统一冒的协投同设野计平芝台上这进行身设计夜，解决仔了传街统设天计方蒸式各晶专业胞之间倚（以苦及专恋业内返部）另由于妙沟通趋不畅鬼或沟搁通不植及时尝导致泡的错墨误，杜有效光提升闪了设筐计效希率和滴设计丑质量畏。同时设率计成品瓦也集中酿在PW上进行浇管理。布置设刺计优化通过各浊专业协卖同布置疲设计，套本工程妈主要做洗了如下贝重大布男置优化映：主厂众房双元框架夏钢结樱构改逢为单柳框架貌结构缺；前煤仓肌布置改买为侧煤光仓布置款；脱硫柜吸收显塔方茶案一搜炉一南塔改耕为两伏炉一挨塔。确保呜数据补一致归性工艺P&I到D设计乓与布茎置设郊计数削据交殃互，专确保杜数据约一致岔性；图纸设剖切研二三践维联冤动。数字慕化设容计成躬果复巨用设计数升据复用清：系统省设计与波布置设隙计数据真贯通，歼实现设糊计数据板复用，锅避免重摘复劳动程；模型复芽用：通过肤接口幻玉技术役，将止设备陷或管哀道模役型直驻接导斜入道评分析桨计算下软件胶进行邪应力棍或流按场分巩析计伸算，节约签时间成蹈本和人研力成本男；数字化臭移交复派用：将数得字化呀设计社产品欣打包恨移交惧给业远主单子位，躁用于享电厂叫的运粒维与集培训睁，为篮业主斤创造黄价值缺。三维协痕同设计政标准化2工程应稍用情况依据院患企业三吼标一体宋化质量丛体系文摘件和电呼力规划牵设计协乱会拟发渗布的数通字化设沟计导则肝建立了随一套适搁应于数逗字化设泊计技术曲的数字矩化设计冠体系文件牢：对设计县流程、建模深原度、联响系配合逗、数字院化校审稍、成品尾管理等数腹字化薄设计眨相关负内内虫容进艺行了膊规定捉。用户评错价2工程应猫用情况数字化笔设计在设计康阶段的应渐用布置涛设计谷优化数据主传递模型峰复用碰撞检孙查协同绘设计在过闸采用序数字橡化设疮计手电段及蜡充分贡的技镇术经逮济比侵对，厚选择怒既能棋保证煮安全疯可靠惹运行线、满甲足使虎用功意能，教又能趁降低四造价夹、符罗合海坡外工迁程施透工特利点的罚方案。通过难数据拒二三律维传节递，保届证了俊数据艰的唯闪一性阳和正遥确性死，实犹现系倡统设超计指蹦导布订置设移计。通过与裁其它计忘算分析巩软件的振接口，秒最大化六的利用升已建立心好的管拴道、设狠备、结之构等的拉模型。通过专拼业内部填及各专切业间的舍碰撞检非查，可债以有效辽避免二荒维设计誉中经常矛遇到的阀碰撞问崖题，提样高射击置精度，磨减少设为计返工。通过各理参与专万业进行绑协同设雕计，设晕计进度坦实时更灶新。同罗时协同捕设计对抗本项目目的规范饱化管理汇也起到旨了重要燥的作用浆，包括伤进度管净理、设密计文件型统一管白理、人服员负荷务管理、评校审流查程管理巾等。用户翁评价2工程应职用情况数字纪化设犁计在施工巡寿阶段的应稿用在设计捡阶段通岔过碰撞仪检查，它有效避肥免专业牙内及个刃专业间标的碰撞低问题，陈减少设容计返工尝，节省浴工期；利用闻各专抗业模拥型及Nav剥iga草tor软件厅，可原进行尽施工礼进度奶模拟种及吊铅装模支拟，惨提高葵现场换的安跑装水驱平及擦施工活管理箱水平箭；在施工怎现场，季设计工里代可以岭及时通殃过访问PW协同浴管理助平台镜，实虫现设壤计与馒施工唤的密精切、深高效号配合塘。用户男评价2工程很应用扣情况本工沉程数字化堆设计手迎段的运牺用，得各到了业飞主和施轧工方的扇一致认兴可和好称评。3经济殿效益通过协同设计，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（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：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社会效益数字化河设计社老会效益3、满足墓总包冶工程那需求2、满足偏国内工狸程需求4、满足人闻力资源她优化需弊求1、满足浑海外工锻程需求前大涌多数辛海外舌工程永业主病均对飘数字寄化设踏计提趁出需捡求。阳数字皮化设峰计技包术的筒掌握抽和运租用，炉可很旋好的屿满足混海外型业主柴需求廊，减蹲少重辰复性减、无乎技术责含量开的劳时动，汽提高粮生产令效率起，减防少人掏为差公错，漆提升丝式工程蜓设计贡质量超，对齿我院肝发电筑业务虹领域活海外仆试产筝的开革拓起绕到了括积极母作用孔；目前涉国内去的业挂主、贵施工衣方或汉其他垂相关饿部门僚也对得数字麦化设蝴计或粉多或克少提训出了档需求敞（比导如有胸的施责工方基或当根地的井压力勺管道盆备案晶部门卡会提环出提嚼交管痰道IS陵O图的季要求纷）。促数字挎化设肃计技愿术的拼运用精，可遥以很酬好的皆满足拳这些凶需求。我院发澡电总承瓦包项目适日趋增伙多，设根计进度燥及设计穗精细化辉程度对动设计部旗门提出项了更高素的要求捏。数字萝化设计棵技术的稳应用可乡丰以减少康人为差猾错，准沈确的提袍供材料娇清单，满缩短设椅计工期音，为精型确控制第项目的侵工程量致，实现简项目全位寿命周责期内的涂盈利目动标保驾惭护航，钢为总承蔬包工程机提供更冲强有力躬的技术虫支持。现阶近段我室院人姐力资扁源紧碑张，万主要识原因研是低院端的祸施工气图卷刃册投址入较钉多的畜人力析资源套。使漠得在杂满足悲高端淋的前再期及蹦服务勺工作巨的情秘况下敞，人倾力资熊源吃减紧。河数字洗化设肆计技贱术的寨运用吴，节侍约了盐人力盟资源餐成本州及管辛理成饼本，咳从生途产结北构上叼缓解沾了我继院人刃力资涛源紧根张的鼓现状柔。4创新应休用云平台应用应用PW可进行远程异地协作，在任何时间、地点通过专业工具软件打开部署在PW数据源的图纸进行工作，与他人资料在PW进行资料中转交换，实现真正云平台的运用。。1移动互联技术的应用在Ipad移动终端上安装ProjecWiseExplorerMobile访问院内服务器，再通过NavigatorMobile查看模型。设计工代在现场，利用此技术即可辅助指导施工。24创新鉴应用设计施工一体化利用Navigator实现4D进度模拟，填补了施工总包和分包领域的3D空白，使得他们可以和业主、设计单位共享技术带来方便。3数字化移交及数字化资产管理应用本工程通过i-model格式导入eB，实现数字化模型的信息提取，这一环境就好像我们处于一个与现实电厂完全一致的虚拟化电厂中及一个存有大量信息的资料