BIM在垃圾焚烧发电项目的应用

5/33BIM在垃圾焚烧发电项目的应用课程笔记2021年5月18日星期二

重点内容导引PART01

公司简介及业绩介绍 3PART02

上海老港再生能源利用中心二期工程 5PART03

老港二期BIM数字化电厂应用 7

PART01

公司简介及业绩介绍

公司简介、项目概况、团队介绍、软件应用、各专业模型效果，族库建立等

公司简要介绍

中国五洲工程设计集团有限公司

始创于1953年，现为中国兵器工业集团有限公司直属全资子集团，是中国特色先进兵器工业体系建设的主要工程设计和全过程工程服务支撑单位，是为军工和民用市场提供全过程工程服务的大型国有企业集团。中国五洲注册资本为1亿元，现有从业人员近1500人。

集工程咨询、工程勘察、工程设计、工程监理、项目管理及工程总承包于一身，拥有工程咨询甲级、工程设计综合甲级、工程勘察综合甲级、工程监理综合甲级等行业最高资质。

在勘察领域，军工、环能、烟草、民爆和安全技术、民用建筑等工程设计领域和工程承包领域形成了核心竞争优势。主编参编国家及行业标准规范70余项，拥有有效专利55项（其中发明专利33项）。始终保持全国工程勘察设计领域百强单位和美国工程记录以及中国工程设计60强企业的地位。

行业最高资质

公司人员构成

人员构成

中国五洲集团拥有享受政府特殊津贴专家43人，全国工程勘察设计大师6人，集团公司级科技带头人5人，国家各类注册工程师350余人。公司总体人员结构、年龄梯队合理，为公司发展提供了必要的人才保障。

技术人员结构图

固废核心业务序号业务领域业务比例备注1生活垃圾

焚烧发电80%左右2其它固体

废弃物处理14%左右含餐厨、污泥、危险废弃物等3其它能源工程领域6%左右

公司业务范围

环境与能源板块

中国五洲九十年代进入垃圾焚烧行业，是中国最早进行生活垃圾焚烧研究及焚烧厂设计的设计院之一。三十年来，中国五洲承担了近百个生活垃圾处理项目的工程设计、监理、咨询工作，其中已投产运行的上海江桥生活垃圾焚烧厂项目获中国建筑工程“鲁班奖”和上海市建设工程“白玉兰”奖；上海老港再生能源利用中心一期项目获“上海市优秀设计工程奖”及“第十四届中国土木工程詹天佑奖”，上海老港再生能源利用中心二期获上海市建设工程“白玉兰”奖。上海老港再生能源利用中心二期、合肥市肥西县生活垃圾焚烧发电项目

等6个项目获部级设计咨询一等奖。

作为主编单位，编制了我国第一部生活垃圾焚烧处理标准《生活垃圾焚烧处理工程技术规范》（CJJ90-2009）以及《垃圾发电厂危险源辨识和评价规范》（DL/T1843-2018），并参编了《城市生活垃圾焚烧处理工程项目建设标准》和《生活垃圾转运站工程项目建设标准》；其中《生活垃圾焚烧处理工程技术规范》被评为全国工程建设标准定额优秀标准。

PART02

上海老港再生能源利用中心二期工程

老港二期

BIM模型

上海老港再生能源利用中心

◆上海老港再生能源利用中心二期工程项目是上海市政府重点工程，位于上海浦东老港基地东南角，该基地位于浦东新区老港镇东首，上海市中心东南约70km的东海之滨。

一期工程已建设4条750吨/日的焚烧线，日焚烧处理生活垃圾3000吨，占地面积约240亩，总投资约14.7亿元人民币，已于2013年投产运行。烟气净化工艺系统采用“炉内喷尿素水（SNCR）＋干法（消石灰）＋活性碳吸附＋袋式除尘器＋湿法（NaOH溶液）＋烟气再热”工艺。

◆二期工程建设8条750吨/日的焚烧线，日焚烧处理生活垃圾6000吨，已于2019年投产运行，总投资约34亿元人民币，为世界单次投产规模最大的垃圾焚烧厂。烟气净化系统采用“SNCR+减温塔+干法（熟石灰）+活性碳吸附+袋式除尘器+湿法（NaOH溶液）+SCR系统”的处理工艺。

◆本项目采用IGR（InternalGasRecirculationSystem炉内烟气再循环系统）低空气比燃烧技术。

◆在通常系统中，一般抽取垃圾坑或锅炉间空气作为二次风，对二次燃烧区域进行充分地搅拌混合，此种方式会引入更多的冷空气，增大锅炉燃烧的过量空气系数，从而增大烟气量。IGR技术是从后燃烧区域抽取富氧烟气作为二次风再利用。炉排后燃烧区域的空气没有参与有效地燃烧，因此后燃烧区域的空气为富氧烟气，以此部分烟气作为二次风，将减少了无效的空气量，提高燃烧效率。

“设计构思”

项目毗邻东海，海天壮阔的景观以流动的、波浪般的形式体现在建筑造型上，外立面通过上下转折起伏、宽窄不同的铝板以及带状玻璃幕墙，强化了这一动感的、流线型建筑造型，同时，也抽象的表达了固废处理焚烧、发电以及烟气净化的工艺流程，寻求建筑造型、空间、功能的内外统一。

“工程概况”

建筑物占地面积为62279m2，建筑面积为141177m2，整体为抗震墙+框排架结构，屋顶采用大空间钢网架，局部为钢筋混凝土框架结构。功能布局由南北2栋厂房和中间中控楼参观大厅3部分组成。。

PART03

老港二期BIM数字化电厂应用

展示宣传，展示漫游、激光扫描、人员定位、仿真培训等

本工程将按智慧工厂设计，实现三维数字化建模、移交，为建设、调试、运行提供有效支持。老港二期项目以建设智慧工厂为目标，实现工厂从设计、建设到运营、参观培训教育的全生命周期数字化、自动化、智能化的建设及运营管理以海量数据为基础建立数字化工厂管理、三维智能动态展示、融合互联网+概念的智慧垃圾焚烧发电工厂。

全过程BIM应用

设计阶段

√协同设计、碰撞检查、管综优化、深化设计

√楼层分析、净高优化、材料统计、报表生成

√ISO出图、自动布桩、结构分析、景观校对

√三维漫游、设计问题处理校核

√复杂节点精细建模等

施工阶段

√进度管理、施工模拟、工艺模拟、资料集成

√激光扫描、差异管理、配合方案技术交底

√可视化交底、数字化发布、无人机航拍

√辅助生产准备、施工过程管理等

运营阶段

√设备管理集成、生产运行集成、安全管理集成

√视频监控集成、实时数据集成、预警告警管理

√三维仿真模拟、SIS系统集成、MIS拓展应用等设计阶段

项目模型建立阶段软件应用

1、SKETCHUP建筑方案设计

2、RHINO建筑幕墙设计

3、REVIT建筑内部详细设计

4、PDMS工艺及水暖电建模

5、REVIT复杂设备建模

6、MICROSTATION辅助设备建模

7、PDMS工艺碰撞检查

BIM模型在三维模拟可视化过程中的软件应用

1、NAVISWORKS整体模型拼装汇总

2、NAVISWORKS全部模型碰撞检查

3、REVIT添加材质设备渲染的应用

4、NAVISWORKS参观路线工艺流程漫游模拟

5、LUMION渲染制作外观动画

6、AVEVA.NET施工计划模型发布

7、C4D等制作后期效果编辑及剪辑

幕墙优化

结合主体结构及流线型造型，是外幕墙设计的一个难点，采用RHINO参数化编程，控制幕墙划分及铝板穿孔，输入划分规则生成改变参数反复调整，最终完成幕墙设计

参观路线分析

项目设计前期，根据初设模型制定多种参观路线方案，采用Navisworks漫游分析制定最优方案，查看问题，根据业主要求再逐步调整完成设计。

√通过设置在14m标高的封闭参观通道可直接观察到整个主要工艺生产线。

√且烟囱设置60m参观平台，可俯瞰全厂及东海。

√主要生产物料运输在厂房南、北两侧，避开U形厂房中间区域，形成该区域良好的景观环境。

BIM

碰撞检查

隐蔽工程管线与结构碰撞、调整后碰撞问题、工艺管道与新世纪管线碰撞等

管综优化

施工图设计阶段创建了全专业的精确的全专业模型，整体检查模型，针对不满足净高要求的位置进行管线路由调整，解决各专业冲突问题并留有满足要求的空间

三维碰撞资料记录

BIM正向出图

生成ISO轴侧图纸

管件管材支吊架材料明细汇总

建设阶段

全过程模拟视频

按施工单位实际施工计划制作全厂区全过程施工模拟

施工计划发布

月度计划管理与跟踪

施工进度与成本管理

记录现场施工进度统计施工量

记录施工量的同时记录估算投资额，提供投资完成进度百分比，预估造价控制风险

施工差异管理

重点环节施工模拟演练

航拍实景三维模型

BIM数据统计

1.BIM应用参于设计、施工情况：老港二期施工单位各方协调会15次，设计院内部多专业碰撞检测8次，设计院模型与第三方设备供应商厂家模型优化设计协调会6次，施工方案优化协调会9次，设计、施工技术交底12次。

2.在建模初期，通过三维碰撞检查发现施工图纸问题共计126处，完成基于模型的图纸会审工作15次，通过前期模型深化设计调整，节约返工成本共计约860万元；

3.通过BM三维可视化平台节约与业主、设计、监理等各方沟通协调联络的时间节约21天；

4.与传统作业方式比较节约材料的价值为235万元；

5.缩短工期约56天，与传统作业方式比较，工期节约6%；

6.与传统作业方式比较节省的建造费用总额为455万元；

7.通过BIM数字化移交平台进行数据共享和集中分析，实现现场施工的进度跟踪管理、图资管理，优化了项目工作流程与管理模式，优化三维设计，降低了施工返工率，提高了施工效率；激光扫描

01现场扫描

现场激光扫描，获得原始点云数据

02数据预处理

对原始点云数据进行拼接、去干扰处理

03分析比对

对预处理后点云数据，结合三维设计模型，进行比对处理，形成对比报告

04数据发布

点云数据、对比报告等，发布到NET中，形成移交资料

处理流程

发布系统

能够把三维点云发布到AVEVANET，对三维激光点云建立热点，和工程信息建立关联关系，实现NET中对三维点云数据的集成管理。

施工沉降管理

●常规方式：固定沉降点水准仪/全站仪/激光跟踪仪观察

●沉降记录管理

●激光扫描：检测整体结构中发生异常变形的点或段，然后重点进行全站仪检测

激光扫描

点云模型及实景照片模式随意切换浏览，点云模型数据将作为最终的工程竣工模型，成为数字化移交的一部分

点云模型量测：

进行模型浏览查看的同时，还可通过量测工具对点云模型进行量测，可进行面积、长度、角度进行量测，方便我们对工程进行精准的测量

通过点云数据分析比对软件，进行扫描结果的分析比对，形成比对分析报告，发布BIM平台中进行跟踪展示

后期建设内容

以三维形成电厂信息汇总

人财物全信息集成

及时全面掌握运营情况，有益精益管理

设计参数及设备台帐集成

集成备品备件数据

集成实时生产数据

三维模型与