電站鍋爐安裝過(guò)程干涉現(xiàn)象的評(píng)判方法之我見(jiàn)

莊文　馬國(guó)勇

【摘 要】本文主要就電站鍋爐安裝過(guò)程干涉現(xiàn)象的評(píng)判方法展開(kāi)了相關(guān)的研究工作，探討了在電站鍋爐吊裝當(dāng)中對(duì)于干涉現(xiàn)象所應(yīng)當(dāng)采取的計(jì)算機(jī)評(píng)判方法，經(jīng)實(shí)踐檢驗(yàn)表明該方法可以實(shí)現(xiàn)對(duì)吊裝構(gòu)件以及已經(jīng)完成安裝構(gòu)件的干涉現(xiàn)象做出精準(zhǔn)化的判斷。應(yīng)用這一技術(shù)還可實(shí)現(xiàn)對(duì)鍋爐吊裝方案設(shè)計(jì)水平的全面提升，促進(jìn)安裝施工效率得以顯著提升。

【關(guān)鍵詞】電站；鍋爐安裝；干涉現(xiàn)象；評(píng)判方法

在針對(duì)大型電站項(xiàng)目實(shí)施鍋爐安裝之前，應(yīng)先行擬定出適當(dāng)?shù)牡跹b技術(shù)方案，其主要的內(nèi)容構(gòu)成就含括了鍋爐核心構(gòu)件的吊裝方式、鍋爐吊裝設(shè)備的布設(shè)、構(gòu)件的安裝次序等內(nèi)容。在上述設(shè)計(jì)工作當(dāng)中最為重要的一項(xiàng)即為根據(jù)鍋爐結(jié)構(gòu)、形狀及布設(shè)特性來(lái)針對(duì)其吊裝方案實(shí)施干涉分析，以確定其安裝流程與鍋爐鋼架開(kāi)口的科學(xué)合理性，并預(yù)防在安裝過(guò)程當(dāng)中機(jī)具與鍋爐構(gòu)件產(chǎn)生干涉情況，保障鍋爐安裝過(guò)程的安全性。

一、自動(dòng)判斷干涉的技術(shù)方案

通常情況下，實(shí)施干涉具體可分為以下幾項(xiàng)處理步驟來(lái)實(shí)施：

1.對(duì)鍋爐結(jié)構(gòu)與施工圖展開(kāi)分析探討，了解其內(nèi)部結(jié)構(gòu)、構(gòu)件樣式及位置信息，構(gòu)建起模擬化的鍋爐結(jié)構(gòu)立體空間模型；

2.針對(duì)吊裝方案展開(kāi)具體分析，明確所需吊裝的構(gòu)件數(shù)據(jù)及行進(jìn)路徑，同時(shí)充分掌握有關(guān)吊裝設(shè)備的布設(shè)狀況，確切記錄并考量已經(jīng)安裝的鍋爐構(gòu)件對(duì)于后續(xù)構(gòu)件安裝所造成的干擾；

3.參考?xì)v史經(jīng)驗(yàn)并開(kāi)展相關(guān)的計(jì)算分析來(lái)確定吊裝方案有無(wú)構(gòu)件、吊具干涉現(xiàn)象。

在實(shí)施計(jì)算機(jī)輔助分析及判定干涉現(xiàn)象時(shí)大致可參照以上步驟來(lái)具體實(shí)施，通過(guò)計(jì)算機(jī)來(lái)輔助技術(shù)人員對(duì)上述過(guò)程相關(guān)工作的分析與處理。

二、構(gòu)件數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)的重建

假定已經(jīng)把構(gòu)件的初始數(shù)據(jù)信息存儲(chǔ)到了CAD軟件的圖形數(shù)據(jù)庫(kù)當(dāng)中。在顧及到由ADS__C接口所得到的數(shù)據(jù)是通過(guò)動(dòng)態(tài)鏈表形式來(lái)存儲(chǔ)的，其數(shù)據(jù)內(nèi)容往往較為分散化而且也不利于對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行操作處理，例如要想獲得某長(zhǎng)方體構(gòu)件的截面長(zhǎng)度數(shù)值，便需先找出1040組碼節(jié)點(diǎn)，而后再獲取相關(guān)數(shù)據(jù)信息，并且由于各類原因影響使得鏈表結(jié)構(gòu)也存在著巨大的差異性，很有可能會(huì)導(dǎo)致數(shù)據(jù)傳輸面臨巨大困擾。

采用具有一致性的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)來(lái)表示鍋爐基礎(chǔ)構(gòu)件數(shù)據(jù)的結(jié)構(gòu)緊密性，同時(shí)還可把構(gòu)件結(jié)構(gòu)數(shù)據(jù)分成抽象式和具體式多種不同的數(shù)據(jù)信息，以便于在干涉分析的過(guò)程中進(jìn)行獲取；在對(duì)基礎(chǔ)構(gòu)件數(shù)據(jù)進(jìn)行一致表述時(shí)，也采用鏈表方式來(lái)表述基本結(jié)構(gòu)的線形組合。

三、干涉判斷算法設(shè)計(jì)

（一）干涉判斷算法整體方案

據(jù)相關(guān)研究表明，針對(duì)運(yùn)動(dòng)過(guò)程當(dāng)中的被吊裝構(gòu)件以及已經(jīng)完成安裝的構(gòu)件所實(shí)施的干涉分析，可采取以下兩項(xiàng)策略方法：

1.構(gòu)件優(yōu)先。這一策略即為顧及到所吊裝的構(gòu)件仍然處在某固定路段之時(shí)和所有已經(jīng)完成安裝的構(gòu)件實(shí)施干涉判斷，而后再開(kāi)展之后路段的分析及判斷；

2.吊裝路徑優(yōu)先。此項(xiàng)策略便是針對(duì)吊裝構(gòu)件在實(shí)際吊裝路徑之上和各個(gè)構(gòu)件的相關(guān)性來(lái)逐個(gè)予以干涉判斷。

上述兩類干涉判斷算法在功能上大致相當(dāng)，然而前一種方法需要由鍋爐數(shù)據(jù)庫(kù)內(nèi)來(lái)得到構(gòu)件的數(shù)據(jù)信息，其中會(huì)牽涉到多次ADS__C接口和對(duì)于構(gòu)件數(shù)據(jù)的轉(zhuǎn)換問(wèn)題，因而一般會(huì)采用后一種方法來(lái)進(jìn)行處理，能夠?qū)崿F(xiàn)對(duì)計(jì)算效率的有效提升。

（二）路段中構(gòu)件間的動(dòng)態(tài)干涉判斷算法

這一算法從本質(zhì)上來(lái)說(shuō)是一類動(dòng)態(tài)化的干涉分析，也就是針對(duì)運(yùn)動(dòng)過(guò)程當(dāng)中的構(gòu)件和其余構(gòu)件之間的關(guān)系加以判斷。較為科學(xué)化的算法應(yīng)當(dāng)是依據(jù)吊裝構(gòu)件的結(jié)構(gòu)、形態(tài)、運(yùn)動(dòng)路徑數(shù)據(jù)等內(nèi)容來(lái)對(duì)構(gòu)件的掃描體積予以計(jì)算處理，之后再將之作為復(fù)合構(gòu)件來(lái)予以分析，并判定其和另外一些構(gòu)件及設(shè)備間的相關(guān)性。此種計(jì)算方法盡管在理論上可以實(shí)施，然而因?yàn)殄仩t構(gòu)件與路徑往往十分復(fù)雜，很有可能會(huì)造成算法也變得極其復(fù)雜，不僅會(huì)導(dǎo)致干涉判斷效率受到嚴(yán)重影響，在工程實(shí)踐方面也沒(méi)有任何必要性。

因此，本次研究就設(shè)計(jì)出了一種新型化的構(gòu)建動(dòng)態(tài)干涉判斷算法，即：如果確定路段運(yùn)動(dòng)方式為直線運(yùn)動(dòng)，那么則依據(jù)路段長(zhǎng)度L以及所給定的出的移動(dòng)數(shù)值△l來(lái)明確出最大運(yùn)動(dòng)次數(shù)I，將△l充當(dāng)步長(zhǎng)，判定該構(gòu)件的干涉情況；如果不出現(xiàn)干涉，那么進(jìn)入到下一個(gè)△l的干涉判斷范圍，指導(dǎo)運(yùn)動(dòng)次數(shù)i抵達(dá)L以后，便可進(jìn)到下一路段。這一算法的關(guān)鍵即為把某一路段當(dāng)中的動(dòng)態(tài)干涉判斷問(wèn)題轉(zhuǎn)變?yōu)槎鄠€(gè)不同位置的靜態(tài)化干涉判斷，能夠促使算法得到極大的精簡(jiǎn)。盡管和理想狀態(tài)下的動(dòng)態(tài)干涉判定方法相比仍存在一定差距，然而只要確保△l的足夠合理，同樣也能夠?qū)崿F(xiàn)較高的精度性，可充分符合于實(shí)際工程施工要求。

四、干涉判斷實(shí)例分析

依據(jù)以上干涉判斷算法，本文就提出了一種在典型鍋爐安裝過(guò)程中處理干涉現(xiàn)象的計(jì)算機(jī)輔助評(píng)判系統(tǒng)。依據(jù)鍋爐設(shè)計(jì)圖紙與設(shè)計(jì)施工圖將其結(jié)構(gòu)參數(shù)信息錄入到軟件系統(tǒng)當(dāng)中，同時(shí)參考安裝部門可選吊具的具體數(shù)據(jù)信息構(gòu)建起鍋爐結(jié)構(gòu)數(shù)據(jù)庫(kù)和吊裝方法、安裝次序、吊具平面布設(shè)等相關(guān)方案，而后再就建立起的吊裝方案采用干涉判斷算法來(lái)評(píng)估其是否出現(xiàn)了干涉情況。這一軟件系統(tǒng)還有著良好的后備處置性能，例如對(duì)出現(xiàn)了干涉的構(gòu)件進(jìn)行統(tǒng)計(jì)與分析；對(duì)干涉位置做出明確標(biāo)識(shí)；實(shí)施吊裝方案設(shè)計(jì)與吊具布設(shè)安排；針對(duì)吊裝過(guò)程開(kāi)展動(dòng)態(tài)模擬。

為測(cè)試軟件功能，就針對(duì)某電廠300MW機(jī)組的Ⅰ型鍋爐的吊裝方案展開(kāi)了干涉分析：將鍋爐移動(dòng)到爐前相距Z柱1.5m位置附近，垂直升高到標(biāo)準(zhǔn)高度8m處，圍繞中心軸轉(zhuǎn)動(dòng)20°，而后傾斜提升至標(biāo)準(zhǔn)高度66.0m位置，再還原轉(zhuǎn)動(dòng)確保鍋筒保持水平，最終朝向爐后位置水平移動(dòng)1.5m，抵達(dá)安裝位置。

采用本文所提出的干涉判斷方法分析其干涉結(jié)果：這一方案和鍋筒出現(xiàn)的干涉相對(duì)傳統(tǒng)方法明顯降低，僅會(huì)與鍋爐前端位置的水平支撐構(gòu)件相干涉，而立柱、連梁等位置均不會(huì)與鍋筒產(chǎn)生干涉。因此采用這一方案能夠確保由于干涉所造成的緩裝構(gòu)件大幅度降低，能夠有效確保鍋爐結(jié)構(gòu)保持良好的穩(wěn)定性，有著較好的科學(xué)適用性。

五、結(jié)束語(yǔ)

總而言之，在本次研究中就提出了在安裝鍋爐時(shí)的計(jì)算機(jī)輔助評(píng)判方法及相關(guān)的軟件系統(tǒng)，通過(guò)實(shí)踐檢驗(yàn)表明這一方法針對(duì)已經(jīng)擬定的電站鍋爐初步吊裝方案可實(shí)現(xiàn)科學(xué)、高效的干涉分析，輔助實(shí)施吊裝方案的可行性與優(yōu)劣勢(shì)判斷，有著極高的實(shí)用性價(jià)值。這一技術(shù)的應(yīng)用能夠有效解決傳統(tǒng)采取人工按時(shí)所無(wú)法高效、精準(zhǔn)且全面性的針對(duì)吊裝過(guò)程干涉做出判斷的尷尬情況，無(wú)論是對(duì)提升鍋爐吊裝方案設(shè)計(jì)水平，還是實(shí)現(xiàn)快速化的鍋爐安裝均有著極其重要的作用價(jià)值。

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