基于PDMS工作平臺的火電廠小管道精細化設計

許　婷（中國電力工程顧問集團中南電力設計院有限公司,武漢430071）

基于PDMS工作平臺的火電廠小管道精細化設計

許婷
（中國電力工程顧問集團中南電力設計院有限公司,武漢430071）

小管道精細化設計逐漸成為電力設計發展的必然趨勢。文章總結了小管道精細化設計主要工藝原則，介紹了基于PDMS三維工作平臺的小管道精細化設計的優勢和工作流程。為火力發電廠小管道精細化設計提供了一套完整的思路。

小管道；精細化設計；PDMS工作平臺

1　引言

當前，國內火力發電廠管道設計慣例為DN80以內的中低壓小管道設計院僅估列材料，不出布置圖，由安裝單位現場布置。因此存在難以保證材料數量的準確性的問題，而且現場布置小管道屬于二次設計，可能會出現由于缺乏統籌規劃，造成布置凌亂，給運行和檢修帶來諸多不便等問題。

小管道遍布主廠房各個角落，其工藝布置的好壞直接影響人們對整體工程的評價，是工程精品創優的重點。同時隨著涉外工程的參與，我們發現海外發電項目存在多種建設模式，國外的非專業安裝隊伍與業主簽訂的合同通常是按圖施工，按圖取料，因此要求設計院所有的管道均要出設計圖紙并統計材料。尤其是海外EPC項目，材料量的準確性直接影響采購及運輸成本，小管道或者全管道精細化設計將大力提升EPC總承包項目的競爭力。

無論是從管道布置工藝要求的不斷提高，還是涉外工程的需要的角度來看，火電廠小管道布置都越來越被重視。小管道精細化布設計是電力設計發展的必然趨勢。

2　小管道精細化設計主要工藝原則

如何讓小管道布置達到“工藝美觀，走線短捷，布局合理，膨脹自如”的設計要求，總結以往的工程經驗，主要工藝原則有：

（1）小管道的布置盡量貼近墻壁、天花板，避免影響美觀，同時與墻壁、天花板也要預留一定的空間，便于日后的檢修。

（2)管道密集的地方可以采用集束式安裝，即各條管道按管徑大小并列有序布置，其傾斜度也相同，不相互交叉，閥門布置集中在一點，與各設備連接時進行分散式布置，避免接錯接口。整個管線應短捷，且不影響運行通道和其它設備的操作，同時對整個管系的熱膨脹必須具有補償能力。

（3）同一排平行布置的管路彎頭應采取同一種形式，且彎曲半徑應相同。

（4）高溫小管道排列時，應增設Π形彎，以吸收膨脹。

（5）疏放水管道漏斗的布置應便于檢查，有濾網及上蓋，工藝美觀。汽缸下部疏水管道很多，不易辨識，疏水管道的布置不要太低，太密，影響底部通道，造成保溫困難。

（6）小管道的閥門布置應考慮預留操作空間，閥門要集中布置在便于操作的地方，高度要合適，便于運行人員操作，必要時設置檢修平臺。集中排放的疏放水閥門宜集中布置，標高一致，且排列整齊、美觀；儀表、控制系統等小口徑管道閥門可以布置在欄桿部位。

（7）盡量避免汽管道和油管道布置在一起，必須一起布置的，應該油管道布置在下面，汽管道布置在上面。前軸承箱處的油管道布置要考慮到前箱的位移量。

通過示范區建設，在示范區集成馬鈴薯機械深耕深松、機械起壟播種、地膜覆蓋、機械化植保、機械中耕培土、機械挖掘收獲、測土配方施肥、病蟲害綠色防控等技術示范，重點提升機械化技術應用水平。與項目實施前相比，主要提升機械播種與挖掘收獲作業技術水平，機械播種比手扶拖拉機開溝、人工手溜點播提高工效5倍以上，節省人工20個；機械挖掘收獲比手扶拖拉機犁挖提高工效6倍以上，節省人工15個以上，而且挖凈率高。

（8）小管道如果布置在設備（特別是電機，轉機包括閥門等經常檢修的設備）上方，要注意預留設備檢修的起吊位置，防止設備的吊起高度大于管道與設備之間的的預留空間。

（9）排污、排空管的排放，要遠離電氣設備，更不要正對電氣設備，否則容易降低電氣設備的絕緣。還要盡可能的接近地面，不要太高，造成水花四濺。如凝汽器的排空、排污管道。

（10）煤氣管道的排放，要注意高度足夠高，同時盡量不要面對人員密集區域（如集控室）排放，否則萬一煤氣放散不及時，容易造成人員中毒；氫氣管道的排放點要比較高而開闊，避免引起爆炸；排油煙管道的排放要避開空壓機的入口，避免容易污染空壓機。

（11）集中布置的小管道支吊架盡量使用同一根部。

（12）小管道盡量利用大管道開孔一起通過樓面、墻面，而避免單獨在樓面、墻面開孔，如果要開孔，盡量在隱蔽的地方開孔以保證美觀。

3　基于PDMS工作平臺的小管道精細化設計優勢

火電發電廠工藝系統中，小管道數量眾多。僅熱機專業而言，按類別分有疏放水、油、氣系統三大類管道。據某已實施小管道出圖的600MW燃煤機組數據統計，約有560根小管道，出圖量至少是大管道的1.8倍。

運用先進的信息化技術提高出圖效率和準確性已經成為當今設計潮流。PDMS是一款目前來說比較流行的一體化多專業集成布置設計數據庫平臺。在解決電廠設計最難點——管道詳細設計為核心的同時，解決設備、土建結構、暖通、電纜橋架、支吊架、平臺扶梯等各專業詳細設計，各專業間充分關聯互動。它突破了傳統的二維平面進行圖紙設計的概念，將工程設計轉換成一個真正的三維空間建立工廠實體模型。其最大優點是可以非常真實地反映出施工以后實際運行現場布置情況。從而更加清楚地反映了各個專業之間的配合、協調以及對施工圖紙的真實體現，更好地為我們做好設計工作提供了一個非常便利的平臺。同時，PDMS工作平臺二次開發軟件技術成熟，根據用戶要求開發的各種軟件能進一步提高出圖效率。

基于PDMS工作平臺的小管道精細化設計，優勢明顯：

（1）管道布置設計直觀。PDMS以一個虛擬的三維空間為繪圖環境，可以從不同的方向查看所布置的模型，而且它的位置描述非常準確，使設計人員對所設計的物體的空間位置一目了然。

（2）數據共享，有利于各專業各卷冊配合，管道統籌規劃。由于使用單一的數據庫,不同專業不同設計人員輸入的數據共同存儲在同一數據庫中,因此通過系統設置相應的權限可以非常方便地設置每個設計人員對不同數據的讀寫權限,達到數據共享。而且，由于各專業各卷冊都在同一個模型空間里進行三維設計，可以很方便地在設計過程中和設計完成后調出別的卷冊或者專業設計的模型，這樣就能很容易地協調好各卷冊或專業的管道設備結構等之間距離，避免碰撞發生。

（3）在PDMS三維平臺進行管道布置過程中，可以進行實時碰撞檢查、模擬檢修空間，安全距離等，有效避免小管道現場布置隨意性造成的碰撞，擋通道，擋檢修空間等布置不合理現象。

（4）在PDMS三維平臺中布置小管道后，可以虛擬現實場景漫游，從而提供了更為直觀的工作平臺，便于管道的設計優化，節省工程投資。

（5）可實現一鍵抽圖。PDMS可直接生成設備管道布置圖、單管圖、配管圖(下料圖)、土建結構詳圖等,并可按照用戶定義的標注規則進行自動標注，提高出圖效率和圖紙準規范性。

（6）不同于常規小管道現場布置，圖紙僅提供估算材料量的方式，利用三維設計平臺對小管道精細化設計后，材料以及零部件清單，直接從三維設計模型準確提取，給材料采購訂貨提供了準確可靠的依據。

4　小管道精細化設計流程

4.1建立帶有數據屬性的數字化三維模型

根據上述章節總結的小管道精細化布置的主要工藝原則，在PDMS三維平臺環境下布置管道走向和支吊架設計。

由于PDMS平臺里利用二三維傳遞設計新技術，可以直接在三維模型環境中開列三維模型各元件、管線、分支，并可保持P&ID系統圖的層次結構，保證了工藝系統圖與三維模型邏輯關系的一致。

4.2進行智能碰撞檢查

在數字模型中，電廠內所有管道、設備、支吊架、橋架、土建結構等都位于同一數據庫中，通過各個專業、系統在設計階段進行完整的碰撞檢查，在理論上，可實現零碰撞和盡可能少的材料浪費。

4.3直接抽取小管道施工安裝圖

在PDMS工作平臺中建立模型后可以自動生成平面布置圖，管道軸測圖，材料報表和材料匯總表等施工文件，大大減輕了設計工作量，提高出圖效率。出圖可以采用常規CAD格式，通用性好且圖紙格式統一，規范性好。

4.4完備準確的材料、零部件采購清單

材料以及零部件清單，直接從三維設計模型中一鍵提取，快捷便利，避免人為統計計算的差錯，節約了人力，提高了效率，給材料采購訂貨提供了準確可靠的依據。

5　總結

小管道精細化設計逐漸成為電力設計發展的必然趨勢。基于PDMS三維工作平臺的小管道精細化設計，能實現管道設計工藝合理，布置美觀的要求同時，還能有效解決小管道實際布置時空間緊張、布置凌亂以及現場碰撞等問題，并能提供準確的小管道材料采購量。

[1]黃燕華．PDMS(工廠設計管理系統)在孟津電廠設計中的應用[J].企業科級與發展，2009(22):72-77．

[2]牛玉寶．淺談熱力系統小口徑管道施工要點[J].工業技術，2009(24):93．

[3]黃惠梁，范學強等．在3D模型中進行小管道設計的探討[J].浙江電力，2002(01):65-66．

[4]火力發電廠汽水管道設計技術規定．DL/T,5054-1996．