李月园

摘要：为满足企业可持续发展的需求，实质推进数字化在三维电厂中的应用，实现工程的“设计、采购、施工”一体化管理模式，改进传统设计理念。深入研究设备三维模型设计技术，实现设备拆分、检修空间、地脚螺栓和设备保温层等方面在三维电厂中的运用，并为真实展现三维电厂的运行奠定基础。

关键词：数字化；三维设备建模；PDMS；规范化

引言

信息化时代的到来，另中国全面地融入“信息文明”这一崭新的社会文明方式中来。信息技术的迅猛发展要求作为国家基础设施产业的电力工业，正由传统工业向高度集约化、高度知识化、高度技术化转变。本着“信息化带动工业化，工业化促进信息化”的方针，实现电力企业生产运营的现代化、电力管理的数字化，信息化已迫在眉睫。为了不断满足对这种需求的发展，更好的呈现电厂的三维化运行，处于三维电厂基础部分也是全厂布局关键性部分的设备模型更得首先创新。三维电厂的全面性是展现整个三维电厂，其要求就是更真实的反应电厂的全景化，更确切的说就是将整个电厂缩小化的版本。因此，对发电厂里面的设备模型建模就提出了新的要求。随着投标工程和生物发电工程的增多和数字化项目的开展，这都对设备建模技术提出了更高的要求，这要求我们在已有的程序文件的基础上不断的寻求设备的精确化、数字化，设备建模的规范化、全面化。

1.三维设备模型规范化设计

对三维设备模型规范化设计，首先模型的准确性至关重要。其次设备本身涵盖的属性如：设备编码、管嘴名称、设备厂家、型号、温度、扬程等相关信息也起着至关重要的作用，为下一步的设备组态拆分奠定了基础。所以固化设备模型层次，实现设备模型设计规范化就要打破传统设备模型设计要求，革新设备模型设计理念，使设备模型与现场设备组成基本一致，不断满足现代化电厂对设备三维模型的需求。

1.1设备地脚螺栓及基础建立

设备地脚螺栓及基础是设备的组成部分，设备模型除了反映设备本身的外形尺寸同时也对设备安装起着一定的指导作用。现有库中已开发集成了地脚螺栓库，属于基础部分的一、二次灌浆层也增加进了设备基础设计中。根据每个地脚螺栓参数，建立出地脚螺栓。如图1所示：

1.2建立设备模型检修空间

传统电厂三维设备模型中未添加检修空間，但是在实际设备安装及检修时都需要一定的检修空间，目的是为了确保三维全厂碰撞检查的真实性和防止出现占用检修通道情况的发生 。以便提高设计精度，减少现场返工对工程造成的影响。如图2所示

1.3设备模型保温空间的建立

电厂中像加热器类等设备外表都会包覆一层保温材料，根据运行温度不同，设备保温材料的厚度也不同。在现实电厂设计过程中，设备的设计布置是需要加入保温层。而传统工程中对设备模型未做保温层添加，这样就降低了三维模型设计在碰撞检查中的准确性。所以在模型设计过程中，我们以虚体的形式表现保温层，从外观上看保温部分具有一定的透明度，保温层可以隐藏，不影响查看设备本体外形。

1.4 细化设备建模层次及设备信息化设计

（1）传统项目中，对设备建模层次没有明确的规定。为规范设备模型设计方法，固化设备模型层次，明确设备模型拆分规则，满足精细化、规范化、专业化的要求。现在按照设备的结构、组成、现场设备到货组态、设备检修状态等条件，把模型的设计深度精细到部件级甚至元件级。根据设备到货情况，设备拆分大致分为：整体到货设备拆分、非整体到货设备拆分。下面以锅炉为例，按照锅炉安装组态可拆分为：

（2）设备信息化的设计要求对设备本身所涉及的属性有个完整程度上的填充，使设备本体和设备本身所涉及的相关信息关联起来，便于采购和现场指导及问题反馈，也便于工程的质量检查。

2.标准化设备库的组建

标准化设备库搜集了以往工程所做设备模型，对其进行分类统计，按不同机组、不同型号、不同厂家等信息对设备库内层次进行划分。如在投标工程中可根据机组大小、厂家等信息对所需的相似设备进行调取，即缩短了重新建模设计的时间，又提高了工作效率，为投标工程的顺利进行争取了时间。在工程中标后的设计过程中同样适用。

3.在数字化电厂项目中的应用

通过对三维模型规范化的设计与研究，使三维设备模型更符合现场设备安装运行要求，并已实现在莱州数字化项目中的应用，无论是在前期的设计、采购还是后期的维护、运营阶段都具有显著的效果。

三维设备模型可视化的优点可运用在对需求者的培训中，通过直观的方式展示给大家，生动逼真的模拟现实电厂设备。让学员直观认识和理解电厂各专业设计范围和设备结构、工作原理，提高学习效率。还可以提前模拟现场安装、检修，在检修施工前对设备拆装、起吊、大部件摆放方案进行模拟，提高方案的准确度，缩短检修时间，节约检修成本，保证安装质量。

4.结语

通过对设备模型设计深度的研究与创新，提高了模型设计的质量，减少了现场碰撞，缩短了传统建模工作时间，提高了模型设计效率，使设备模型三维设计更加专业化，进一步推进了数字化电厂的进程，提高了企业的核心竞争力。