CATIA三維設計在脫硫工程設計中的應用

鄭冬松

摘要：本文系統研究了CATIA軟件的三維設計在中小脫硫項目設計中的應用，通過建立各種零件庫方便了整個工程設計，提高了工程設計的效率。

關鍵詞：CATIA軟件 零部件庫 脫硫工程 管路設計

0 引言

CATIA V5是法國Dassault System公司旗下的CAD/

CAE/CAM一體化軟件。V5版本的開發開始于1994年，CATIA V5版本是IBM長期以來在為數字化企業服務過程中不斷探索的結晶。現已成為航空工業、汽車工業、造船工業首選的設計軟件，其中管路設計模塊以其基于管路特征創建和參數化建模功能在脫硫系統工程設計中較為實用，可以大大提高設計效率。

1 中小型脫硫工程項目的特點

①設備種類多，型號多。由于工程的設計參數不同，導致設備選型千差萬別。②管道標準件種類多，數量大，材料統計工作量大，且出錯率高。③空間局限，管路系統復雜，管網布置困難。由于中小脫硫工程大多是后期改造或是在原有的布局中添加脫硫設施，所以空間較小，管路布置困難，干涉難以避免。如果設計不合理，現場施工易出問題。

2 CATIA V5管路模塊及參數化設計在工程設計中的應用

2.1 脫硫系統設備庫建立。根據脫硫系統的設計流程將工藝中所需的設備分類建庫，可以大大提高設計效率。設備庫建立過程如下，設備數模建立→數模參數化驅動→各參數關聯性設定→設備參數的系列化編輯→系列化設備入庫。建立設備庫應注意以下幾點：①將所有設備統一分類歸納到一個庫文件，這樣可以提高設計過程中不同設備的調用效率。②設備建模過程中將重要尺寸參數進行關聯并參數化，以便后期設計中調整。例如，將石灰粉倉的直徑及高度設成可調整參數，這樣在設計中可以根據系統的石灰粉用量調整石灰粉倉的容積。③將需要加工的非標設備設計成裝配體，并將調整尺寸參數化。

2.2 管道零件庫建立。在Tubing Design模塊中將管道標準件添加到Parametric文件夾下的庫文件中，便于在管網設計中調用。

管道零件庫建立步驟如下：

2.2.1 管路標準件數據的收集、整理。根據企業目前的設計需求將不同材質的管路標準件尺寸進行歸類收集，并參照CATIATubing Design模塊的“Tube屬性”進行整理。這些信息主要包括：工作介質，如：清水，堿性漿液，酸性漿液等；設計壓力、工作壓力，如：1.0MPa，0.8MPa等；工程尺寸，如：DN25、DN32、DN40、DN50等；管道外徑，如25mm、32mm、40mm、50mm等；管道壁厚，如：2.1mm、2.7mm、3.3mm、4.2mm、5.2mm、6.2mm、7.5mm、9.1mm、

10.4mm等；材料類別，如FRPP、FRP、碳鋼鍍鋅管等；彎曲半徑，如：1D、1.5D、2D等。

2.2.2 定義管路標準（standard）。①由于需要修改大量的Tubing Design模塊系統文件，為了保證不破壞CATIA原系統文件，修改系統文件前需將CATIA系統安裝目錄下的“……＼startup＼Equipment AndSystems＼”目錄中的“Tubing”及“DiscreteValues”目錄拷貝到事先規劃好的目錄位置。②啟動catia程序，打開……＼Tubing＼Standards目錄下的TubingStandards.catalog文件，雙擊左邊結構樹的standards，單擊Add catalog Template命令圖標，定義新的管路標準（如圖1所示），如：QB（企業標準）。③在……＼Tubing＼Standards下新建管路標準目錄（如：QB），復制系統原有管路標準目錄（如：SSTL）下所有文件到新建的管路標準目錄下，并將文件重命名（如：將文件前綴改為QB-）。④由于從原系統拷貝來的TubingStandards.catalog文件仍指向原系統文件，所以必須重新映射新定義的管路標準的catalog文件。在CATIA的catalog editor工作臺下，雙擊左邊結構樹新定義標準下的第一個Family（如：“NominalSize”），點擊“add component”圖標，打開對話框后，單擊“select document”一項。此時，操作人員可以在QB目錄下依次查找對應的CATProduct格式文件，若查找不到，則選擇TXT格式的文件，并逐個完成各Family的操作。⑤將查找到的TXT文件逐一進行編輯，以保證其能夠在新管路標準下正常運行。打開CATProduct格式文件，對其“PartNumber”值進行修改，并重新映射參數表（Design Table）關聯的TXT文件，最后打開參數表（Relation-Design Table），檢查相關內容準確無誤。

2.2.3 標準件的組織管理。在管路設計中，為了方便地對管路標準件進行調用。定義好的管路標準件需用Catalog文件管理起來。在工程設計中用管路設計模塊進行管路設計，并調用管路標準件，大大提高工作效率，利用管路模塊中管線便于修改，且立體直觀可以方便的解決管路相互干涉等問題，便于設計復雜的管網，提高了管網的設計質量和效率。

通過設備參數化庫的建立以及管路模塊的應用大大提高了脫硫工程的設計質量和效率，方便了現場施工，同時也縮短了設計工期，提高了脫硫工程設計的競爭力。

參考文獻：

[1]吳錦寶.火電廠煙氣脫硫工程設計[J].上?；?，2012（03）.

[2]馬永崗.PDSOFT三維設計軟件在燒結煙氣脫硫工程中的應用研究[J].艦船防化，2012（03）.

[3]成娜，譚越，王寶軍.VANTAGE PDMS工廠設計信息技術系統在脫硫工程中的應用[J].化工設計通訊，2008（01）.