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一、案例實施背景

（一）項目簡介

三峽恒基能脈瓜州(zhou)70萬千瓦“光(guang)熱(re)儲能+”項(xiang)目(mu)，集200MW光(guang)伏(fu)發電(dian)(dian)、400MW風(feng)力(li)發電(dian)(dian)、100MW光(guang)熱(re)發電(dian)(dian)為一體，甘肅省安裝(zhuang)(zhuang)建(jian)設集團(tuan)有(you)(you)限公司（簡稱：甘肅安裝(zhuang)(zhuang)集團(tuan)）承建(jian)的100MW塔(ta)式(shi)光(guang)熱(re)電(dian)(dian)站，項(xiang)目(mu)總投資21.9億元，采用EPC總承包模(mo)式(shi)。該項(xiang)目(mu)主要發揮儲能調(diao)峰(feng)調(diao)頻作(zuo)用，在(zai)降低光(guang)伏(fu)、風(feng)電(dian)(dian)棄(qi)風(feng)棄(qi)光(guang)率的同時，促使發電(dian)(dian)平穩可控。該項(xiang)目(mu)是全球(qiu)首(shou)個“雙塔(ta)一機”模(mo)式(shi)的塔(ta)式(shi)光(guang)熱(re)電(dian)(dian)站，擁有(you)(you)兩(liang)座200.5m高(gao)的吸熱(re)塔(ta)和一臺100MW汽輪(lun)機發電(dian)(dian)機組。

廠(chang)區(qu)總(zong)占地(di)面(mian)積301.07公頃，劃分(fen)為光熱(re)發(fa)電(dian)區(qu)、定(ding)日鏡組(zu)(zu)裝(zhuang)區(qu)、行政生活(huo)區(qu)等。其中(zhong)，光熱(re)發(fa)電(dian)區(qu)分(fen)為東、西(xi)兩個鏡廠(chang)，擁(yong)有26954組(zu)(zu)定(ding)日鏡，位于交集(ji)處(chu)的600余組(zu)(zu)定(ding)日鏡實現了雙向共用，大大提高(gao)了發(fa)電(dian)效(xiao)率(lv)。核心發(fa)電(dian)島位于西(xi)鏡廠(chang)，包含(han)冷(leng)、熱(re)熔鹽(yan)儲換熱(re)系統，蒸(zheng)汽發(fa)生器系統（SGS）、主廠(chang)房、空冷(leng)平臺、化(hua)(hua)水車(che)間、化(hua)(hua)驗樓(lou)、冷(leng)熱(re)熔鹽(yan)罐等。

（二）重難點分析

1.施工技術

新該(gai)項(xiang)目作為全球首個“雙塔一機”模式(shi)的塔式(shi)光熱電站，可借(jie)鑒的項(xiang)目經驗較少，在施工技(ji)術各(ge)方面均有創(chuang)新，也對BIM技(ji)術應用帶來了新的挑戰。

2.項目規模

大該項目涉及到土建(jian)、機電、管道、熱機、壓力容器等眾多專業，對于多專業協調要求高(gao)；同(tong)時(shi)，如何實現26954組定日鏡的參(can)數化建(jian)模(mo)及現場安裝也是一個不(bu)小的挑(tiao)戰。

3.超危工程

多該項目包含吸熱塔(ta)翻(fan)模施(shi)工(gong)、汽輪機基座、空冷平臺、深(shen)基坑、高(gao)支模等30余項危大、超危大工(gong)程，對技術(shu)方案的(de)編制和現場的(de)安全技術(shu)管理提出了更(geng)高(gao)的(de)要(yao)求，BIM技術(shu)三(san)維可視化(hua)、參數化(hua)的(de)優(you)勢得以充分發揮。

二、案例實施的方法和內容

（一）核心數據模型

1.吸熱塔

吸熱(re)塔(ta)的(de)總高為200.5m，筒身為165.5m的(de)變截(jie)面、變坡度(du)鋼(gang)筋混(hun)凝土(tu)筒體，內部(bu)包含(han)樓梯(ti)井、電(dian)梯(ti)井、觀(guan)光平(ping)臺、電(dian)氣(qi)平(ping)臺、檢修平(ping)臺、冷(leng)熔鹽上升管(guan)路、熱(re)熔鹽下(xia)降管(guan)路等。通過(guo)建立(li)參數(shu)化族自(zi)建族，實現了(le)內外(wai)徑及高度(du)的(de)自(zi)主(zhu)(zhu)控制。頂部(bu)為35m高的(de)吸熱(re)器(qi)(qi)，主(zhu)(zhu)要由鋼(gang)結構框架，出、入口(kou)緩沖罐、高壓空(kong)氣(qi)罐、吸熱(re)器(qi)(qi)屏、防護(hu)罩(zhao)等組(zu)成。

2.定日鏡

定日鏡(jing)作為本項(xiang)目的(de)核(he)心(xin)構件，由9塊超白玻璃組成，單(dan)鏡(jing)面(mian)的(de)反射面(mian)積為29.7m2，總采光面(mian)積為80萬m2，面(mian)對(dui)不(bu)同的(de)使(shi)用場景，甘肅安裝集團分別建(jian)立(li)了施工(gong)數據模型(xing)和(he)工(gong)廠生產(chan)模型(xing)。

3.冷、熱熔鹽罐體

本項目包含冷、熱熔鹽(yan)(yan)兩個罐(guan)體(ti)，其中(zhong)冷鹽(yan)(yan)罐(guan)材質(zhi)為(wei)(wei)Q345R的(de)碳鋼，直(zhi)徑為(wei)(wei)28.302m，熱熔鹽(yan)(yan)罐(guan)為(wei)(wei)TP347H的(de)合金鋼，直(zhi)徑為(wei)(wei)28.94m。BIM小組根據現(xian)場情況對(dui)罐(guan)體(ti)模(mo)型進行(xing)了數(shu)(shu)據建(jian)模(mo)，并完成鋼板數(shu)(shu)據分割、數(shu)(shu)據編號等工作，確(que)保罐(guan)體(ti)焊接(jie)的(de)順利進行(xing)。

（二）特色亮點

26954組定(ding)日鏡的安(an)裝作(zuo)業(ye)(ye)是本項目的一(yi)大(da)重難點，BIM小組通過應用(yong)Dynamo軟件進行參(can)數化(hua)編程，實(shi)現了定(ding)日鏡模型的批量(liang)(liang)生成、參(can)數信息的批量(liang)(liang)錄入(ru)、參(can)數化(hua)控(kong)制(zhi)、數據(ju)(ju)調用(yong)、數據(ju)(ju)追蹤、模擬分(fen)析、模型精度的動(dong)態(tai)切換等功能(neng)，用(yong)以輔(fu)助(zhu)施(shi)工現場(chang)的安(an)裝作(zuo)業(ye)(ye)工作(zuo)。

首先，借助(zhu)BIM技術對鏡場布(bu)(bu)置方案(an)進行(xing)了多(duo)維度(du)的(de)(de)方案(an)比選，這一(yi)過(guo)程充分考慮了現場獨特的(de)(de)地(di)形(xing)(xing)特征與光照條件，旨在最大化(hua)的(de)(de)提(ti)升聚光效率(lv)。經過(guo)嚴謹的(de)(de)分析與優化(hua)，最終采用雙鏡場的(de)(de)環形(xing)(xing)交(jiao)錯分布(bu)(bu)策(ce)略，這一(yi)創(chuang)新設計不僅巧妙地(di)融入了自然(ran)地(di)形(xing)(xing)，還通過(guo)鏡場交(jiao)集(ji)處的(de)(de)鏡面共(gong)用，顯著提(ti)升了整體布(bu)(bu)局的(de)(de)靈活性和(he)發電效率(lv)。

隨(sui)后，建立定日鏡數(shu)(shu)(shu)據庫，記錄包含編號(hao)、坐標、高程、仰(yang)角、方位角等(deng)信息(xi)參數(shu)(shu)(shu)。同時建立兩種預制管樁模型、仰(yang)角可(ke)控制的參數(shu)(shu)(shu)化定日鏡模型，采(cai)用共享(xiang)數(shu)(shu)(shu)據集的方式，實(shi)現了自定義參數(shu)(shu)(shu)在明細表中批量統計及(ji)修改。

緊接(jie)著，編寫運行程序，其基(ji)本邏輯為提(ti)取數據庫、數據篩選、依據坐標生成模型、方(fang)位(wei)角控(kong)制、仰角控(kong)制、參(can)數信息的批量(liang)錄入(ru)。

最終(zhong)，實現了(le)參數(shu)信(xin)息的(de)(de)批量錄(lu)入(ru)、查詢及使用，既方便了(le)定(ding)日鏡的(de)(de)現場安裝(zhuang)，也可(ke)服務于項目后期運(yun)行程序的(de)(de)調試。

（三）設計階段

1。吸熱塔

通過對(dui)吸熱塔(ta)塔(ta)筒結(jie)構自振周期(qi)的三(san)維模擬，分析不用振型下風荷(he)載和(he)地(di)震作用對(dui)結(jie)構的影響，確保(bao)了結(jie)構的安全性和(he)設(she)計(ji)方案可行(xing)性。

2.定日鏡

光(guang)學質(zhi)量(liang)是定日鏡的(de)重要性(xing)能(neng)指標(biao)，其(qi)參數除了與制作工藝(yi)有(you)關以外，同樣(yang)也與定日鏡支(zhi)撐和自重導致(zhi)的(de)形變存在較(jiao)強的(de)關聯性(xing)。通過對定日鏡三維結構模型的(de)分析，進行不同鏡面大(da)小(xiao)的(de)方案比選(xuan)，選(xuan)取較(jiao)輕型、較(jiao)合理(li)的(de)支(zhi)架設計，用以得到更(geng)有(you)效的(de)高品質(zhi)光(guang)學質(zhi)量(liang)。

3.熔鹽罐

通過(guo)熱應力模(mo)擬(ni)計(ji)算(suan)軟(ruan)件(jian)對(dui)熔鹽罐體的核(he)心(xin)(xin)結構進(jin)行(xing)應力分析(xi)，同(tong)時(shi)，運用CFD軟(ruan)件(jian)對(dui)熔鹽動態進(jin)行(xing)流體模(mo)擬(ni)計(ji)算(suan)，考(kao)察(cha)運行(xing)狀態下(xia)核(he)心(xin)(xin)設備的穩定(ding)性(xing)。

（四）施工階段

1.基于(yu)BIM的(de)圖紙(zhi)審查

在項(xiang)目(mu)(mu)管理(li)(li)中，圖(tu)紙審查是一個至關重(zhong)要的(de)(de)環節(jie)，它直接關系到(dao)項(xiang)目(mu)(mu)設計的(de)(de)準(zhun)確性(xing)、施工的(de)(de)可(ke)行性(xing)以及后(hou)續運維的(de)(de)順暢性(xing)。傳(chuan)統(tong)方法(fa)往往依賴于二維圖(tu)紙，通(tong)過人(ren)工比對、討(tao)論和修正來發現問(wen)題，這一過程不(bu)僅耗時(shi)耗力，還可(ke)能因為溝通(tong)不(bu)暢或(huo)(huo)理(li)(li)解差異導(dao)致問(wen)題遺漏或(huo)(huo)誤解。本(ben)項(xiang)目(mu)(mu)應(ying)用BIM技術大大的(de)(de)提(ti)高了工作效率，快(kuai)速發現問(wen)題、提(ti)出(chu)問(wen)題、解決問(wen)題，確保項(xiang)目(mu)(mu)安(an)全高效的(de)(de)順利開展(zhan)。

2.吸熱塔翻(fan)模施(shi)工(gong)法(fa)

由于混凝土吸熱塔的結構特殊性，經多(duo)輪專家論證，最終采用翻模施工法，該工法具有速度快、質量(liang)好(hao)、機具簡(jian)單，提(ti)升平穩，工法成(cheng)熟等特點。首先，通過(guo)翻模結構的有限(xian)元(yuan)分析(xi)模型，考慮不同施工工況下的受力荷載，確保施工安全(quan)。

隨后(hou)，建立施工數據模型進行三(san)維(wei)模擬分析(xi)，以3層(ceng)(ceng)為一(yi)個循環(huan)，每層(ceng)(ceng)1.5m共4.5m，形成三(san)維(wei)技(ji)術交底視頻，直觀的(de)展現技(ji)術方案意圖。

最終(zhong)，通過BIM技術的應用，安全高效地完(wan)成了翻模(mo)施工作業。

3.熔(rong)鹽(yan)罐體液壓(ya)提升(sheng)倒(dao)裝法

目前(qian)，國內(nei)大(da)型儲(chu)罐的施工工法(fa)主要有水浮(fu)正裝(zhuang)法(fa)、內(nei)腳手架正裝(zhuang)法(fa)施工、罐外壁(bi)或內(nei)壁(bi)掛三角架與罐壁(bi)小車行走正裝(zhuang)法(fa)、液壓提升倒裝(zhuang)法(fa)等。

本項目采用液壓提升倒裝法進行施工(gong)，這(zhe)種施工(gong)方法對施工(gong)單(dan)位的裝備能力及(ji)技術要求非常高，一(yi)般(ban)企業難(nan)以達到，其優勢在于(yu)減少翻新及(ji)修(xiu)補成本、提高施工(gong)效率、減少現場安全(quan)隱患。

為了確保提(ti)升(sheng)過程(cheng)的萬無(wu)一失，BIM小組(zu)通過利用三維模型模擬了整個提(ti)升(sheng)倒裝過程(cheng)，分(fen)析重難點及風險(xian)點，把控罐體安裝過程(cheng)中安全(quan)和質量風險(xian)。

4.預埋件跟蹤定位

吸熱塔擁有眾(zhong)多的(de)預埋(mai)件，其(qi)跟蹤定位尤為重(zhong)要(yao)，通過(guo)建立預埋(mai)件參(can)數(shu)(shu)化族(zu)庫(ku)，使其(qi)尺寸及信(xin)息參(can)數(shu)(shu)與圖(tu)集保持一致，所(suo)有預埋(mai)件均可(ke)做(zuo)到信(xin)息可(ke)查詢，流程可(ke)追蹤，質量可(ke)追溯。

三、成果取得的成效

（一(yi)）經(jing)濟(ji)效益(yi)通過(guo)以下(xia)BIM技術應用點，結合(he)現場實際應用情況(kuang)，綜(zong)合(he)計算目前提高項目利(li)潤(run)約2%。