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亚洲最大垃圾发电厂项目BIM技术应用—长沙市黑麋峰固体废弃物深度综合处理项目

    文章来源:湖南建工BIM中心 发布时间:2017年11月17日 点击数: 字号:
  中国是世界上的垃圾资源大国。如果中国能将垃圾充分有效地用于发电,每年将节省煤炭5-6千万吨,其“资源效益”极为可观。虽然中国的垃圾发电刚刚起步,但前景乐观。中国丰富的垃圾资源,存在着极大的潜在效益。全国城市每年因垃圾造成的损失巨大,而将其综合利用却能创造更多的效益,市场空间巨大。
  1、项目概况
  长沙市固体废弃物深度综合处理项目为湖南省重点工程,计划建成亚洲最大的生活垃圾发电厂。项目位于长沙市望城区桥驿镇黑麋峰固体废弃物处理场西侧山谷,处于长沙市区北面,与市中心的直线距离为20km。项目总投资约25.86亿元,占地面积约450亩,设计处理规模为5000吨/日,年处理生活垃圾约180万吨。
  2、项目重难点:
  2.1 工艺流程复杂,管材型号种类多
  本项目配置6台850t/d机械炉排垃圾焚烧炉、2台25MW纯凝式汽轮发电机组、2台25MW抽凝时汽轮发电机组,相关工业安装系统复杂,设备、管材型种类多,施工场地空间有限,对施工的安全、质量、进度目标都有严格要求。
  2.2 场地位于山区,地形地貌复杂
  本项目建设地点位于山间谷地,气候条件湿润多雨,每年5-9月为雨季,场区地形地貌类型属构造剥蚀低山,地势起伏较大,整体呈北高南低态势;山体为燕山晚期裸露花岗岩岩体,自然坡度35°~45°。场区属坚硬状花岗岩分布区,区内除稻田分布区为冲洪积层、残坡积层外,其余均为细粒二云母二长花岗岩。场区含水岩层的透水性差,富水性贫乏或极贫乏,大大增加了施工难度。
  3、BIM技术应用点介绍
  3.1 利用BIM技术进行三维场布
  在项目进场施工之前,利用BIM技术进行生活区、办公区、仓库、生产区进行立体规划,然后召集业主、监理及各施工单位进行专题会议讨论,在三维模型中协调和优化,形成合理的场地布置。
  本项目通过BIM三维场布技术的应用,直观的反映了施工现场情况,减少了施工用地、保障了现场运输通道的畅通、方便了施工材料堆放和调度、有效避免二次搬运事故的发生。
  同时,在实际施工过程中,结合现场施工进度,实现及时对场地规划进行动态调整,有序保障施工全阶段项目生产顺利进行。
生活区场地布置
施工区场地布置
  3.2 管线分段预制加工
  建筑机电安装工程中的许多构件可以异地工厂化预制加工,然后运到建筑施工现场,装配到建筑中(例如风管、管道、桥架和电气母线等构件),近年来我国机电安装行业管道安装技术无重大突破,依旧停留在现场加工制作的操作模式阶段。究其原因,主要是由于管线布置不够精确导致预制加工图的精确度低和预制加工图制作方法繁琐致使制作预制加工图的效率不高,限制了预制加工的深度和发展。本工程接合BIM技术,探索通过BIM三维模型实现工厂化预制加工和现场组合安装以提高机电安装生产效率和施工质量。
  实施流程:
  1)运用BIM技术进行深化设计
  工厂化预制要想工作做好,前期管线综合及现场核对工作非常重要。在制作管道预制加工图之前,必须利用BIM技术进行管线综合平衡深化设计,发现“错、漏、碰、缺”等设计问题和各专业碰撞的地方并进行方案优化及碰撞协调,直到消除所有问题及碰撞为止。运用BIM技术进行深化设计的流程如下图所示:
  2)管道预制加工图的制作
  创建管道施工模型过程中,预先将施工所需的管道材质、壁厚、规格等参数输入到模型当中,然后根据现场实际情况对模型进行调整,待模型调整到与现场一致的时候再将管道材质、壁厚、规格和长度等信息生成一张完整的预制加工图。
  3)管道预制加工
  管道预制加工图制作完成后工厂就可以开始进行管段的预制加工,预制既可在异地工厂进行,也可在施工现场周边区域设置预制加工中心由专门技术工人进行。其加工流程如下图。
 
  管道预制加工中各道工序都将尽量采用机械设备进行自动化加工,如除锈采用喷砂除锈机、坡口加工采用自动坡口机、管道弯曲采用自动弯管机、开孔采用自动开孔机、焊接采用自动焊接设备等,最大程度的提升自动化水平。
  4)管道组合安装
  在施工现场具备作业面后,由技术管理人员利用BIM技术向专门安装管道的技术工人进行管道安装可视化技术交底,同时将带有管段编号的施工图纸发放给作业工人,将制作完成带有编号的管道预制段搬运至施工现场按编号逐一进行组合安装。施工过程中,作业工人可以清晰的了解每个预制管段的安装位置、标高状况,从而进行精确定位安装,非常好的控制了施工质量。管道组合安装按下列程序进行:
  管道预制效益总结:
  a.大大提高了工程质量;
  b.大大缩短现场施工工期;
  c.减少了安全事故发生的几率;
  d.节约了施工现场的加工场地;
  e.减少工程材料不合理的损耗。
  3.3 利用BIM技术进行安装交底
  本工程最重要的内容就是锅炉的安装,共6台850t/d焚烧炉。锅炉的钢架是由立柱、板梁、支撑等组成,锅炉全部的重量都要通过钢架传递到基础上。钢柱采用地脚螺栓连接,钢结构采用螺栓连接。由于本工程钢结构设备较多,且主要分布在锅炉本体安装范围内,设备安装高度高,重量重,分布集中,施工采用现场设备地面组对拼接,集中吊装的方法。
锅炉钢构吊装
  利用BIM技术制作3D动画,对钢结构结合及安装吊装顺序进行技术交底,生动形象的展示了钢结构安装工序和施工细节,方便施工人员更深刻的理解技术要点,管理人员更精确的管控施工质量。
   3.4发电机组构建组装模拟
  汽轮机的安装是电厂建设中的重中之重,汽轮机设备重量大、体积大、吊装难度大、零配件多、安装精度要求高。为了提高汽轮机装配质量,减少预装配的次数,加快汽轮机装配进程,针对该技术难点,利用BIM技术对汽轮机的装配进行模拟演示,方便装配人员对汽轮的机构造和装配精确了解,实现快速装配,同时,该模拟组装动画为后续运行维护和检修提供了非常好的参考和指导。
  3.5工程量清单,材料管控
  项目部拿到机电安装施工蓝图后,由BIM项目经理组织各专业BIM工程师进行建模,之后将各专业模型链接到一起,形成安装BIM模型数据库,该数据库是以创建的BIM机电模型全过程清单数据为基础,把原来分散在各安装专业手中的工程信息汇总到一起,形成一个总的工程造价信息数据库,该数据库的建立与应用流程如下图:
  材料的合理分类是材料管理的一项重要工作,基于BIM模型的材料数据库的最大优势是包含材料的全部属性信息。在进行数据建模时,各专业建模人员对施工所使用材料的不同属性,按其需用量的大小、占用资金多少及重要程度进行“星级”分类,实现科学合理的管控。       根据安装工程材料的特点,对需用量大、占用资金多、专用或备料难度大的材料,建模时属性定义为“三星类材料”,必须严格按照设计施工图及BIM机电模型,逐项进行认真仔细的审核,做到规格、型号、数量完全准确。对管道、阀门等通用主材定义为 “二星类材料”,可以根据BIM模型提供的数据,精确控制材料及使用数量。对资金占用少、需用量小、比较次要的辅助材料定义为“一星类材料”,可采用一般常规的计算公式及预算定额含量确定。如下图(某区域通风材料清单)。