火电厂三维设计技术探讨.pdfVIP

2013．12杭州 中国石油和化工勘察设计协会热工专委会、热工中心站2013年·’年会论文集 孔成栋，王纯 (中国联合工程公司) 1、关于火电厂的设计 根据火力发电厂设计技术规程，火力发电厂的设计主要包括厂址选择、电厂总体规划(厂区规划、 厂区外部规划)、主厂房布置(布置形式、锅炉房布置、煤仓间布置、除氧间布置、汽机房布置、集 中控制楼和单元控制室布置、维护检修场所布置、综合设施要求)、运煤系统、锅炉设备及系统(锅 炉设备、煤粉制备、燃烧系统设备、点火及助燃油系统、锅炉的排污和排气系统、启动锅炉)、除灰 渣系统、汽轮机设备及系统(汽轮机设备、主蒸汽及再热蒸汽系统、给水系统及给水泵、除氧器及给 水箱、凝结水系统及凝结水泵、低压加热器疏水泵、工业水系统、热网加热器及其系统、供热式机组 的减压减温装置及回水设备)、水处理设备及系统(原水预处理、锅炉补给水处理、汽轮机组的凝结 水精处理、生产回水处理等)、热工自动化、电气设备及系统、水厂设施及系统、辅助及附属设施、 建筑物、采暖通风和空气调节、环境保护和综合利用、劳动安全和工业卫生、消防。 从设计内容可以发现火力发电厂的设计是一个庞大且多专业交叉的项目，需要不同专业人员相互 协作、配合。此外电厂设计不需要考虑美观性和艺术性，设计的重点是功能性和实用性。设计工程师 在各种规范的约束下，不断协调，完善自身的设计。因此，结合计算机技术进行数据库的建立有利于 重复利用已有设计经验，提升设计的效率。 设计师是凭借图纸说话的，早期的图纸是手绘的，接着CAD技术的发展图纸转为计算机绘制。 但是图纸毕竟是二维的，在某些信息的表达上可能会有局限性，而且随着设计的复杂化，图纸绘制的 难度越来越大，出错率也越来越高。 由于系统越来越复杂，采用常规的二维设计常常会出现难以预料的问题，而且所需设备材料的统 计需要设计图纸完成后才能进行，项目预算也难以准确把握。为了提高设计效率及节约成本等，国外 公司根据自身工程总承包(EPC)的特点在八十年代开始采用三维建模设计。 2、关于三维建模设计 从设计的角度来说三维设计与二维图纸设计没有本质差别，都能够把设计想法表达出来，但用二 维图纸来表达三维实体时所需的空间想象能力是非常高的，尤其是对于复杂的工程设计。而三维设计 说白了就是在计算机里面构建实体，因而对空间想象能力的要求大大降低，另外计算机里的虚拟实体 可以通过各种分析软件进行物理性分析，从而把许多本来需要手工完成的分析任务一并完成了，因而 三维设计必将成为未来发展趋势，是符合解放劳动力和提高劳动效率的发展规律。 三维设计的想法应该早就有了，在早期不能实现主要是计算机技术和IT技术还不成熟，即使有 想法也没有实现的方法，但现在软硬件方面的瓶颈渐渐消失了，问题的关键变成了设计方法转变过程 中的转换成本、管理成本和人力成本问题。这些问题将在一定程度上延缓国内设计方法的转变，但大 的趋势是不可改变的。 ．318． 中国石油和化工勘察设计协会热工专委会、热工中心站2013年·年会论文集 2013．12杭州 3、三维设计的优势 三维设计是以信息技术为支撑、以数据库为中心、以计算机模拟为依托的全方面设计方式。其技 术优势简单的来说包括“通俗易懂”、沟通便利及计算机模拟。 “通俗易懂”：三维设计采用实体组装的方式，就跟搭积木一样，非常直观，不需要有专门的工 程图绘制基础，因而三维模型适用于任何人，非常通俗易懂。 沟通便利：大型项目的工程设计需要不同专业不同特长人员共同配合完成，因而及时的沟通是非 常重要和必要的。现在的三维设计一般是公用一个设计平台，各专业人员根据各自的权限在统一的设 计平台下设计、修改，数据就保存在统一的服务器中，因而设计员之间的沟通可以与设计同步。 计算机模拟：三维设计中需要搭建三维模型，以这些三维模型为基础可以进行各种计算机模拟， 比如碰撞试验、管道及支架的应力分析等。当然计算机模拟的难度是非常大的，现在火电厂设计的专 业三维软件只能对一些标准件，如汽机部分的水汽管道进行正确的应力分析，对与烟气管道的模拟还 存在较大问题，而更高层次的模拟如锅炉运行模拟等还只停留于实验室研究阶段，离实际应用还有很 长的路要走。 以上的优势仅仅是最直接的技术优势，由这些优势而带来的经济、效率、设计质量等方面的优势 则是无量的。以下为一般文献中