淺談設備模型設計在PDMS三維電廠中的研究與應用

李月園

摘要：為滿足企業可持續發展的需求，實質推進數字化在三維電廠中的應用，實現工程的“設計、采購、施工”一體化管理模式，改進傳統設計理念。深入研究設備三維模型設計技術，實現設備拆分、檢修空間、地腳螺栓和設備保溫層等方面在三維電廠中的運用，并為真實展現三維電廠的運行奠定基礎。

關鍵詞：數字化；三維設備建模；PDMS；規范化

引言

信息化時代的到來，另中國全面地融入“信息文明”這一嶄新的社會文明方式中來。信息技術的迅猛發展要求作為國家基礎設施產業的電力工業，正由傳統工業向高度集約化、高度知識化、高度技術化轉變。本著“信息化帶動工業化，工業化促進信息化”的方針，實現電力企業生產運營的現代化、電力管理的數字化，信息化已迫在眉睫。為了不斷滿足對這種需求的發展，更好的呈現電廠的三維化運行，處于三維電廠基礎部分也是全廠布局關鍵性部分的設備模型更得首先創新。三維電廠的全面性是展現整個三維電廠，其要求就是更真實的反應電廠的全景化，更確切的說就是將整個電廠縮小化的版本。因此，對發電廠里面的設備模型建模就提出了新的要求。隨著投標工程和生物發電工程的增多和數字化項目的開展，這都對設備建模技術提出了更高的要求，這要求我們在已有的程序文件的基礎上不斷的尋求設備的精確化、數字化，設備建模的規范化、全面化。

1.三維設備模型規范化設計

對三維設備模型規范化設計，首先模型的準確性至關重要。其次設備本身涵蓋的屬性如：設備編碼、管嘴名稱、設備廠家、型號、溫度、揚程等相關信息也起著至關重要的作用，為下一步的設備組態拆分奠定了基礎。所以固化設備模型層次，實現設備模型設計規范化就要打破傳統設備模型設計要求，革新設備模型設計理念，使設備模型與現場設備組成基本一致，不斷滿足現代化電廠對設備三維模型的需求。

1.1設備地腳螺栓及基礎建立

設備地腳螺栓及基礎是設備的組成部分，設備模型除了反映設備本身的外形尺寸同時也對設備安裝起著一定的指導作用。現有庫中已開發集成了地腳螺栓庫，屬于基礎部分的一、二次灌漿層也增加進了設備基礎設計中。根據每個地腳螺栓參數，建立出地腳螺栓。如圖1所示：

1.2建立設備模型檢修空間

傳統電廠三維設備模型中未添加檢修空間，但是在實際設備安裝及檢修時都需要一定的檢修空間，目的是為了確保三維全廠碰撞檢查的真實性和防止出現占用檢修通道情況的發生 。以便提高設計精度，減少現場返工對工程造成的影響。如圖2所示

1.3設備模型保溫空間的建立

電廠中像加熱器類等設備外表都會包覆一層保溫材料，根據運行溫度不同，設備保溫材料的厚度也不同。在現實電廠設計過程中，設備的設計布置是需要加入保溫層。而傳統工程中對設備模型未做保溫層添加，這樣就降低了三維模型設計在碰撞檢查中的準確性。所以在模型設計過程中，我們以虛體的形式表現保溫層，從外觀上看保溫部分具有一定的透明度，保溫層可以隱藏，不影響查看設備本體外形。

1.4 細化設備建模層次及設備信息化設計

（1）傳統項目中，對設備建模層次沒有明確的規定。為規范設備模型設計方法，固化設備模型層次，明確設備模型拆分規則，滿足精細化、規范化、專業化的要求。現在按照設備的結構、組成、現場設備到貨組態、設備檢修狀態等條件，把模型的設計深度精細到部件級甚至元件級。根據設備到貨情況，設備拆分大致分為：整體到貨設備拆分、非整體到貨設備拆分。下面以鍋爐為例，按照鍋爐安裝組態可拆分為：

（2）設備信息化的設計要求對設備本身所涉及的屬性有個完整程度上的填充，使設備本體和設備本身所涉及的相關信息關聯起來，便于采購和現場指導及問題反饋，也便于工程的質量檢查。

2.標準化設備庫的組建

標準化設備庫搜集了以往工程所做設備模型，對其進行分類統計，按不同機組、不同型號、不同廠家等信息對設備庫內層次進行劃分。如在投標工程中可根據機組大小、廠家等信息對所需的相似設備進行調取，即縮短了重新建模設計的時間，又提高了工作效率，為投標工程的順利進行爭取了時間。在工程中標后的設計過程中同樣適用。

3.在數字化電廠項目中的應用

通過對三維模型規范化的設計與研究，使三維設備模型更符合現場設備安裝運行要求，并已實現在萊州數字化項目中的應用，無論是在前期的設計、采購還是后期的維護、運營階段都具有顯著的效果。

三維設備模型可視化的優點可運用在對需求者的培訓中，通過直觀的方式展示給大家，生動逼真的模擬現實電廠設備。讓學員直觀認識和理解電廠各專業設計范圍和設備結構、工作原理，提高學習效率。還可以提前模擬現場安裝、檢修，在檢修施工前對設備拆裝、起吊、大部件擺放方案進行模擬，提高方案的準確度，縮短檢修時間，節約檢修成本，保證安裝質量。

4.結語

通過對設備模型設計深度的研究與創新，提高了模型設計的質量，減少了現場碰撞，縮短了傳統建模工作時間，提高了模型設計效率，使設備模型三維設計更加專業化，進一步推進了數字化電廠的進程，提高了企業的核心競爭力。