摘要：通过高温超高压煤气发电工程。阐述了BIM技术在高温超高压煤气发电工程其领域的应用,详细介绍了BIM技术在煤气发电工程领域的应用特点.技术重点以及BIM技术在煤气发电领域的推广和创新应用.并最终实现数字化电厂移交。
[关键词] BIM 技术通高压发电:创新应用:数字化电厂
1工程概况
当前，钢铁企业在正常生产过程中,会产生大量的副产品一煤气。以往这些煤气都被直接放散至大气中，既造成大量的煤气能源浪费又污染了环境。河南济源钢铁(集团)有限公司原有煤气发电均为中温中压汽轮发电机组,机组综合发电效率仅有25%。另外随着生产规模扩大,煤气仍有部分放散。80MW高温超高压煤气发电节能改造工程建设,是将原有低效中温中压发电机组拆除,在原地狭小、有限的总图空间规划新建全新80MW高温超高压一次再热汽轮机发电机组,265th高温超高压锅炉.超低排放脱硫系统.升压并网设施以及化水、循环水等配套设施。通过回收厂区高炉煤气进行发电，从而减少煤气放散污染,转化为再利用能源，达到节能减排.保护环境的目的。工艺流程见图1。
2 BIM功能应用
BIM ( Building Information Modeling)技 术在电厂建设全过程中能够提高设计效阜和质量,BIM核心在于数据信息的真实性、完整性以及系统性,BIM数字化交付系统利用计算机技术及三维技术.完成设计期、建设期数据的集成,将三维模型与系统图。布置图等设计数据,以及设备.施工.监理、调试等数据建立起关联,通过浏览器实现快捷的查询、浏览。在电厂运行阶段可以与电厂数据库链接,为电厂其他管理运行系统提供必要的属性和可视化信息。BIM功能应用详见图2。
3、工程难点及BIM技术重点
积极响应国家“十三五”规划要求,提倡并践行节能减排理念,要求工程尽早投产。鉴于此，设计面临更高的要求和挑战。
难点1:设计周期短,如何保证设计质量。
难点2:局部空间狭小,管线排布困难,给设计和施工带来挑战。
难点3:参与专业多,协同设计难度大。
难点4:如何完成设计交付,才能有效衔接施工与运维。
BIM技术已经在市政业进行了较深人的研究及应用,但在工厂煤气发电领域应用尚待进--步全面开发应用。河南济源钢铁80MW煤气发电项目全面应用BIM技术.重点工作如下:
重点1:总设计周期由6个月缩短至4个月,需全面实现工艺、土建、电气、仪表、通风.给排水等各专业高度协同。
重点2:通过基于Synchro4D施工模拟,制定合理的施工计划，有序安排施工顺序。重点3:提供业主BIM设计交付,有效衔接施工与运维。
4、BIM的实施
基于Bentley Projeet Wise 协同工作平台, BIM设计对总图、热力、建筑.混凝土.钢结构、建筑、设备、电力.给排水、通风等十个专业.全设计过程以及不同设计平台文件进行有效的管控。
数据中心架构:基于企业数据中心云平台,实现异地实时协同办公及工程快捷交付。
BIM 模型结构:基于PW统一管理平台 ,制定合理的模型结构层级,便于各专业相互参考引用，协同完成本工程的模型设计.并可实时查询设计进度及检验模型质量。结构分级:总装模型-→厂区分装-→区域分装—专业分装—专业模型。
BIM模型:BIM模型可重复利用,实现“一模多用”,可用于三维提资,应力计算,模型出图,三维交付。
碰撞检验:通过BIM模型可进行协同设计，方便进行设备.结构.管道等碰撞检查。
出图定制:模型出图时,可进行标准图框定制,线型线宽定制、文字标注定制、签字栏定制,施工图深度L0D300以上;自动提取图中信息,一键输出材料表设备表等,自动区分材料和设备,准确控制材料量,减少费用。
数字化交付:全新三维数字化设计交付平台,以三维数字化模型为基础,整合设计.采购和施工阶段相关信息、图纸及文档信息，形成以BIM模型为载体的网状信息模型.实现信息的快速查询，用于三维设计交底、指导施工,业主运维等环节。
5、BIM创新应用
创新点1:应用Eplan开展高质高效电气设计:本工程实现电气系统设计全数字化驱动,完成了冶金行业电气设计方式的革新。
创新点2:二次开发管道支吊架设计模块:支吊架设计功能-直是行业BIM设计中的短板,发电工程支吊架更是复杂.传统设计难以高质高效完成。鉴于此,我公司基于BentleyOPSE支吊架模块功能，结合自身行业需求,二次开发支吊架设计软件,完成本工程设计,该设计模块可应用于管道、电缆桥架以及HVAC专业。
创新点3:图3为我公司自主研发的全新三维数字化设计交付平台,以三维数字化模型为基础,整合设计、采购和施工阶段相关信息、图纸及文档信息,形成以BIM模型为载体的网状信息模型,能够实现信息的快速查询,可用于三维设计交底、指导施工、业主运维等环节。
6 BIM技术工程应用效益
(1)设计效益
更高效:统一协同平台 ,使信息沟通效率提高。更优质:有效避免现场管道、设备、结构等碰擅。更安全:管道综合应力计算.保障管网安全性。更节约:基于模型的优化,最大限度保证工艺布置、结构轻量化及合理性。更精确:三维数字化正向设计。模型输出图纸、量单,保证数据准确性。更直观:全新可视化交付平台助力指导施工、运维。
(2)经济效益
本工程采用高温超高压一次中间再热发电机组,比原有发电机组效率相对提高60%以上。机组投产后可为企业减少外购电量近6.2亿kWh,折吨钢成本降低70元，每年为用户带来发电收益约3.1亿元。
(3)环保效益
汽轮机回热系统余能梯级利用技术,在保证锅炉给水温度的前提下，整合全厂余热资源,最大限度利用厂区余热资源,减少汽轮机回热抽汽量,增加发电量。蒸汽零排放,将定排.连排.除氧器等设备排汽有效利用.既节约了能源，又避免“冒白烟"问题。燃烧优化控制;通过智能仿人工控制策路、预测控制、模糊控制、自动寻优和反馈校正等技术,真正实现了锅炉在各种工况下的全自动运行,在实现最高能源利用效率的同时.极大的降低了人工成本;
烟气脱硫除尘烟塔合一技术 ,烟气排放指标，二氧化硫<35 mg/m* .氮氧化物≤50 mg/m' 、粉尘≤5mg/m' ,达到超低排放要求。每年累计减少高炉煤气放散18.6亿m',减少CO,排放64万t。
结语
BIM技术在河南济源钢铁80MW高温超高压煤气发电工程中的实际应用,为其他相关工程领城BIM技术应用开创了新思路,促进了BIM技术推广和创新应用。实现数字化电厂移交,提高了数字化电厂项目全生命周期内信息管理水平和深度。
参考文献
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