BIM在垃圾焚燒發(fā)電項目的應用

5/33BIM在垃圾焚燒發(fā)電項目的應用課程筆記2021年5月18日星期二

重點內(nèi)容導引PART01

公司簡介及業(yè)績介紹 3PART02

上海老港再生能源利用中心二期工程 5PART03

老港二期BIM數(shù)字化電廠應用 7

PART01

公司簡介及業(yè)績介紹

公司簡介、項目概況、團隊介紹、軟件應用、各專業(yè)模型效果，族庫建立等

公司簡要介紹

中國五洲工程設計集團有限公司

始創(chuàng)于1953年，現(xiàn)為中國兵器工業(yè)集團有限公司直屬全資子集團，是中國特色先進兵器工業(yè)體系建設的主要工程設計和全過程工程服務支撐單位，是為軍工和民用市場提供全過程工程服務的大型國有企業(yè)集團。中國五洲注冊資本為1億元，現(xiàn)有從業(yè)人員近1500人。

集工程咨詢、工程勘察、工程設計、工程監(jiān)理、項目管理及工程總承包于一身，擁有工程咨詢甲級、工程設計綜合甲級、工程勘察綜合甲級、工程監(jiān)理綜合甲級等行業(yè)最高資質(zhì)。

在勘察領域，軍工、環(huán)能、煙草、民爆和安全技術、民用建筑等工程設計領域和工程承包領域形成了核心競爭優(yōu)勢。主編參編國家及行業(yè)標準規(guī)范70余項，擁有有效專利55項（其中發(fā)明專利33項）。始終保持全國工程勘察設計領域百強單位和美國工程記錄以及中國工程設計60強企業(yè)的地位。

行業(yè)最高資質(zhì)

公司人員構(gòu)成

人員構(gòu)成

中國五洲集團擁有享受政府特殊津貼專家43人，全國工程勘察設計大師6人，集團公司級科技帶頭人5人，國家各類注冊工程師350余人。公司總體人員結(jié)構(gòu)、年齡梯隊合理，為公司發(fā)展提供了必要的人才保障。

技術人員結(jié)構(gòu)圖

固廢核心業(yè)務序號業(yè)務領域業(yè)務比例備注1生活垃圾

焚燒發(fā)電80%左右2其它固體

廢棄物處理14%左右含餐廚、污泥、危險廢棄物等3其它能源工程領域6%左右

公司業(yè)務范圍

環(huán)境與能源板塊

中國五洲九十年代進入垃圾焚燒行業(yè)，是中國最早進行生活垃圾焚燒研究及焚燒廠設計的設計院之一。三十年來，中國五洲承擔了近百個生活垃圾處理項目的工程設計、監(jiān)理、咨詢工作，其中已投產(chǎn)運行的上海江橋生活垃圾焚燒廠項目獲中國建筑工程“魯班獎”和上海市建設工程“白玉蘭”獎；上海老港再生能源利用中心一期項目獲“上海市優(yōu)秀設計工程獎”及“第十四屆中國土木工程詹天佑獎”，上海老港再生能源利用中心二期獲上海市建設工程“白玉蘭”獎。上海老港再生能源利用中心二期、合肥市肥西縣生活垃圾焚燒發(fā)電項目

等6個項目獲部級設計咨詢一等獎。

作為主編單位，編制了我國第一部生活垃圾焚燒處理標準《生活垃圾焚燒處理工程技術規(guī)范》（CJJ90-2009）以及《垃圾發(fā)電廠危險源辨識和評價規(guī)范》（DL/T1843-2018），并參編了《城市生活垃圾焚燒處理工程項目建設標準》和《生活垃圾轉(zhuǎn)運站工程項目建設標準》；其中《生活垃圾焚燒處理工程技術規(guī)范》被評為全國工程建設標準定額優(yōu)秀標準。

PART02

上海老港再生能源利用中心二期工程

老港二期

BIM模型

上海老港再生能源利用中心

◆上海老港再生能源利用中心二期工程項目是上海市政府重點工程，位于上海浦東老港基地東南角，該基地位于浦東新區(qū)老港鎮(zhèn)東首，上海市中心東南約70km的東海之濱。

一期工程已建設4條750噸/日的焚燒線，日焚燒處理生活垃圾3000噸，占地面積約240畝，總投資約14.7億元人民幣，已于2013年投產(chǎn)運行。煙氣凈化工藝系統(tǒng)采用“爐內(nèi)噴尿素水（SNCR）＋干法（消石灰）＋活性碳吸附＋袋式除塵器＋濕法（NaOH溶液）＋煙氣再熱”工藝。

◆二期工程建設8條750噸/日的焚燒線，日焚燒處理生活垃圾6000噸，已于2019年投產(chǎn)運行，總投資約34億元人民幣，為世界單次投產(chǎn)規(guī)模最大的垃圾焚燒廠。煙氣凈化系統(tǒng)采用“SNCR+減溫塔+干法（熟石灰）+活性碳吸附+袋式除塵器+濕法（NaOH溶液）+SCR系統(tǒng)”的處理工藝。

◆本項目采用IGR（InternalGasRecirculationSystem爐內(nèi)煙氣再循環(huán)系統(tǒng)）低空氣比燃燒技術。

◆在通常系統(tǒng)中，一般抽取垃圾坑或鍋爐間空氣作為二次風，對二次燃燒區(qū)域進行充分地攪拌混合，此種方式會引入更多的冷空氣，增大鍋爐燃燒的過量空氣系數(shù)，從而增大煙氣量。IGR技術是從后燃燒區(qū)域抽取富氧煙氣作為二次風再利用。爐排后燃燒區(qū)域的空氣沒有參與有效地燃燒，因此后燃燒區(qū)域的空氣為富氧煙氣，以此部分煙氣作為二次風，將減少了無效的空氣量，提高燃燒效率。

“設計構(gòu)思”

項目毗鄰東海，海天壯闊的景觀以流動的、波浪般的形式體現(xiàn)在建筑造型上，外立面通過上下轉(zhuǎn)折起伏、寬窄不同的鋁板以及帶狀玻璃幕墻，強化了這一動感的、流線型建筑造型，同時，也抽象的表達了固廢處理焚燒、發(fā)電以及煙氣凈化的工藝流程，尋求建筑造型、空間、功能的內(nèi)外統(tǒng)一。

“工程概況”

建筑物占地面積為62279m2，建筑面積為141177m2，整體為抗震墻+框排架結(jié)構(gòu)，屋頂采用大空間鋼網(wǎng)架，局部為鋼筋混凝土框架結(jié)構(gòu)。功能布局由南北2棟廠房和中間中控樓參觀大廳3部分組成。。

PART03

老港二期BIM數(shù)字化電廠應用

展示宣傳，展示漫游、激光掃描、人員定位、仿真培訓等

本工程將按智慧工廠設計，實現(xiàn)三維數(shù)字化建模、移交，為建設、調(diào)試、運行提供有效支持。老港二期項目以建設智慧工廠為目標，實現(xiàn)工廠從設計、建設到運營、參觀培訓教育的全生命周期數(shù)字化、自動化、智能化的建設及運營管理以海量數(shù)據(jù)為基礎建立數(shù)字化工廠管理、三維智能動態(tài)展示、融合互聯(lián)網(wǎng)+概念的智慧垃圾焚燒發(fā)電工廠。

全過程BIM應用

設計階段

√協(xié)同設計、碰撞檢查、管綜優(yōu)化、深化設計

√樓層分析、凈高優(yōu)化、材料統(tǒng)計、報表生成

√ISO出圖、自動布樁、結(jié)構(gòu)分析、景觀校對

√三維漫游、設計問題處理校核

√復雜節(jié)點精細建模等

施工階段

√進度管理、施工模擬、工藝模擬、資料集成

√激光掃描、差異管理、配合方案技術交底

√可視化交底、數(shù)字化發(fā)布、無人機航拍

√輔助生產(chǎn)準備、施工過程管理等

運營階段

√設備管理集成、生產(chǎn)運行集成、安全管理集成

√視頻監(jiān)控集成、實時數(shù)據(jù)集成、預警告警管理

√三維仿真模擬、SIS系統(tǒng)集成、MIS拓展應用等設計階段

項目模型建立階段軟件應用

1、SKETCHUP建筑方案設計

2、RHINO建筑幕墻設計

3、REVIT建筑內(nèi)部詳細設計

4、PDMS工藝及水暖電建模

5、REVIT復雜設備建模

6、MICROSTATION輔助設備建模

7、PDMS工藝碰撞檢查

BIM模型在三維模擬可視化過程中的軟件應用

1、NAVISWORKS整體模型拼裝匯總

2、NAVISWORKS全部模型碰撞檢查

3、REVIT添加材質(zhì)設備渲染的應用

4、NAVISWORKS參觀路線工藝流程漫游模擬

5、LUMION渲染制作外觀動畫

6、AVEVA.NET施工計劃模型發(fā)布

7、C4D等制作后期效果編輯及剪輯

幕墻優(yōu)化

結(jié)合主體結(jié)構(gòu)及流線型造型，是外幕墻設計的一個難點，采用RHINO參數(shù)化編程，控制幕墻劃分及鋁板穿孔，輸入劃分規(guī)則生成改變參數(shù)反復調(diào)整，最終完成幕墻設計

參觀路線分析

項目設計前期，根據(jù)初設模型制定多種參觀路線方案，采用Navisworks漫游分析制定最優(yōu)方案，查看問題，根據(jù)業(yè)主要求再逐步調(diào)整完成設計。

√通過設置在14m標高的封閉參觀通道可直接觀察到整個主要工藝生產(chǎn)線。

√且煙囪設置60m參觀平臺，可俯瞰全廠及東海。

√主要生產(chǎn)物料運輸在廠房南、北兩側(cè)，避開U形廠房中間區(qū)域，形成該區(qū)域良好的景觀環(huán)境。

BIM

碰撞檢查

隱蔽工程管線與結(jié)構(gòu)碰撞、調(diào)整后碰撞問題、工藝管道與新世紀管線碰撞等

管綜優(yōu)化

施工圖設計階段創(chuàng)建了全專業(yè)的精確的全專業(yè)模型，整體檢查模型，針對不滿足凈高要求的位置進行管線路由調(diào)整，解決各專業(yè)沖突問題并留有滿足要求的空間

三維碰撞資料記錄

BIM正向出圖

生成ISO軸側(cè)圖紙

管件管材支吊架材料明細匯總

建設階段

全過程模擬視頻

按施工單位實際施工計劃制作全廠區(qū)全過程施工模擬

施工計劃發(fā)布

月度計劃管理與跟蹤

施工進度與成本管理

記錄現(xiàn)場施工進度統(tǒng)計施工量

記錄施工量的同時記錄估算投資額，提供投資完成進度百分比，預估造價控制風險

施工差異管理

重點環(huán)節(jié)施工模擬演練

航拍實景三維模型

BIM數(shù)據(jù)統(tǒng)計

1.BIM應用參于設計、施工情況：老港二期施工單位各方協(xié)調(diào)會15次，設計院內(nèi)部多專業(yè)碰撞檢測8次，設計院模型與第三方設備供應商廠家模型優(yōu)化設計協(xié)調(diào)會6次，施工方案優(yōu)化協(xié)調(diào)會9次，設計、施工技術交底12次。

2.在建模初期，通過三維碰撞檢查發(fā)現(xiàn)施工圖紙問題共計126處，完成基于模型的圖紙會審工作15次，通過前期模型深化設計調(diào)整，節(jié)約返工成本共計約860萬元；

3.通過BM三維可視化平臺節(jié)約與業(yè)主、設計、監(jiān)理等各方溝通協(xié)調(diào)聯(lián)絡的時間節(jié)約21天；

4.與傳統(tǒng)作業(yè)方式比較節(jié)約材料的價值為235萬元；

5.縮短工期約56天，與傳統(tǒng)作業(yè)方式比較，工期節(jié)約6%；

6.與傳統(tǒng)作業(yè)方式比較節(jié)省的建造費用總額為455萬元；

7.通過BIM數(shù)字化移交平臺進行數(shù)據(jù)共享和集中分析，實現(xiàn)現(xiàn)場施工的進度跟蹤管理、圖資管理，優(yōu)化了項目工作流程與管理模式，優(yōu)化三維設計，降低了施工返工率，提高了施工效率；激光掃描

01現(xiàn)場掃描

現(xiàn)場激光掃描，獲得原始點云數(shù)據(jù)

02數(shù)據(jù)預處理

對原始點云數(shù)據(jù)進行拼接、去干擾處理

03分析比對

對預處理后點云數(shù)據(jù)，結(jié)合三維設計模型，進行比對處理，形成對比報告

04數(shù)據(jù)發(fā)布

點云數(shù)據(jù)、對比報告等，發(fā)布到NET中，形成移交資料

處理流程

發(fā)布系統(tǒng)

能夠把三維點云發(fā)布到AVEVANET，對三維激光點云建立熱點，和工程信息建立關聯(lián)關系，實現(xiàn)NET中對三維點云數(shù)據(jù)的集成管理。

施工沉降管理

●常規(guī)方式：固定沉降點水準儀/全站儀/激光跟蹤儀觀察

●沉降記錄管理

●激光掃描：檢測整體結(jié)構(gòu)中發(fā)生異常變形的點或段，然后重點進行全站儀檢測

激光掃描

點云模型及實景照片模式隨意切換瀏覽，點云模型數(shù)據(jù)將作為最終的工程竣工模型，成為數(shù)字化移交的一部分

點云模型量測：

進行模型瀏覽查看的同時，還可通過量測工具對點云模型進行量測，可進行面積、長度、角度進行量測，方便我們對工程進行精準的測量

通過點云數(shù)據(jù)分析比對軟件，進行掃描結(jié)果的分析比對，形成比對分析報告，發(fā)布BIM平臺中進行跟蹤展示

后期建設內(nèi)容

以三維形成電廠信息匯總

人財物全信息集成

及時全面掌握運營情況，有益精益管理

設計參數(shù)及設備臺帳集成

集成備品備件數(shù)據(jù)

集成實時生產(chǎn)數(shù)據(jù)

三維模型與