PDF《火力发电厂支吊架数字化设计方法研究》

2018 年9月Electric Power Engineering Technology 第37 卷第5期火力发电厂支吊架数字化设计方法研究蒋贵丰,李 建鹏,严 旭(中国电力工程顾问集团西南电力设计院有限公司,四 川成都610021) 摘要:为了提高火力发电厂支吊架设计质量和效率,文中研究了管道支吊架设计过程的特点,提出一套管道支吊架数字化设计的解决方案.

通 过建立自动识别支吊架根部生根条件的逻辑规则和算法,结合火电厂常用支吊架的型式和选型要求,以工厂设计管理系统(plant design management system,PDMS)软件为平台,进行程序二次开发,成功实现了管道支吊架三维数字化设计,完善了数字化设计流程.关键词:数字化设计;

火 力发电厂;

支 吊架;

PDMS 中图分类号:TM621.9 文献标志码:A文章编号:2096-3203( 2018) 05-0137-06 收稿日期:2018-05-03;

修回日期:2018-06-21

0 引言数字化设计是指利用强大的三维设计软件、数据存储及处理、网络传输等技术,进行虚拟、可视化设计,从而达到精确描述、综合优化的目的.近 年来,随着数字化设计技术在火力发电厂中推广应用[1-7], 管道支吊架数字化设计技术得到了一定的发展.目 前国内设计院中主要使用以下2种方法:(1)以三维工艺管道设计软件为基础,利用其自身的支吊架设计模块,对其功能进行适当扩展,以实现支吊架三维数字化设计.例 如工厂设计管理系统(plant design management system,PDMS)软件的多维标度分析(multidimensional scaling analysis, MDS) 多专业协同支吊架设计模块,通过用户选择相应规格的零部件来设计管道支吊架的三维模型;

再通过Draft 模块和报表功能,实现材料统计以及绘制支吊架安装图[8-11].该方法能实时完成支吊架三维模型设计和数据更新,但各阶段数据关联性较弱,数据传输和处理需要人工干预,设计过程较为繁琐,效率较低.(2)使用独立的一款支吊架设计软件,软件中包含了支吊架手册中所有的样本以及选型规则,通过人工输入设计支吊架型式和设计参数,程序自动进行详细选型计算,生成支吊架二维安装图[12-14]以及三维模型宏文件.例 如支吊架厂家LISEGA 的选型软件、基于国内火电厂支吊架手册开发的EHS 软件等.此 方法以数据为中心,数据分析、处理迅速,但与模型关联性差,数据来源及格式需要人工处理;

同时在不同软件中切换,存在数据多次导入、导出等问题,无法实时进行设计优化更新.文中以PDMS 软件为平台,通过分析研究当前数字化设计所面临的问题,提出了一套完整管道支吊架数字化设计的解决方案,成功实现了常规管道支吊架快速、高效的数字化设计.1关键问题分析1.1 结构模型的识别与数据提取土建结构模型是支吊架根部设计的重要依据,不同设计软件对结构模型有着相似的描述方式.在PDMS 软件中结构模型主要有梁/柱(SCTN) 、 板(FLOOR) 等类型,通过元件库的类型可以便捷识别三维结构模型.PDMS 软件为模型参数提供了多种描述方法,为了实现准确、快速地提取结构模型参数并减少提取程序的复杂程度,需要对梁、柱、板等模型元件等级规则和建模习惯加以规范和统一.板类型的元件相对较为简单,如图1所示是通过XY 平面内的边界控制点(PAVE)形成板单元区域,厚度沿Z向延伸获取三维板单元模型.建 模时采用顶对齐(TOP) 方式,且各子层级(PLOOP)的坐标系与绝对坐标系保持一致.识 别提取FLOOR 类型的Z向坐标,PLOOP 类型的Height 属性值以及各控制点PAVE 类型的X, Y 向坐标,即可实现对板模型空间位置的计算.图1典型楼面板元件示意图Fig.1 Sketch of typical floor element 梁类型的元件主要是通过控制截面形状的参数化控制点以及控制线(TOS、 BOS 等),来实现三维731梁模型.图