基于PDMS工作平台的火电厂小管道精细化设计

许　婷（中国电力工程顾问集团中南电力设计院有限公司,武汉430071）

基于PDMS工作平台的火电厂小管道精细化设计

许婷
（中国电力工程顾问集团中南电力设计院有限公司,武汉430071）

小管道精细化设计逐渐成为电力设计发展的必然趋势。文章总结了小管道精细化设计主要工艺原则，介绍了基于PDMS三维工作平台的小管道精细化设计的优势和工作流程。为火力发电厂小管道精细化设计提供了一套完整的思路。

小管道；精细化设计；PDMS工作平台

1　引言

当前，国内火力发电厂管道设计惯例为DN80以内的中低压小管道设计院仅估列材料，不出布置图，由安装单位现场布置。因此存在难以保证材料数量的准确性的问题，而且现场布置小管道属于二次设计，可能会出现由于缺乏统筹规划，造成布置凌乱，给运行和检修带来诸多不便等问题。

小管道遍布主厂房各个角落，其工艺布置的好坏直接影响人们对整体工程的评价，是工程精品创优的重点。同时随着涉外工程的参与，我们发现海外发电项目存在多种建设模式，国外的非专业安装队伍与业主签订的合同通常是按图施工，按图取料，因此要求设计院所有的管道均要出设计图纸并统计材料。尤其是海外EPC项目，材料量的准确性直接影响采购及运输成本，小管道或者全管道精细化设计将大力提升EPC总承包项目的竞争力。

无论是从管道布置工艺要求的不断提高，还是涉外工程的需要的角度来看，火电厂小管道布置都越来越被重视。小管道精细化布设计是电力设计发展的必然趋势。

2　小管道精细化设计主要工艺原则

如何让小管道布置达到“工艺美观，走线短捷，布局合理，膨胀自如”的设计要求，总结以往的工程经验，主要工艺原则有：

（1）小管道的布置尽量贴近墙壁、天花板，避免影响美观，同时与墙壁、天花板也要预留一定的空间，便于日后的检修。

（2)管道密集的地方可以采用集束式安装，即各条管道按管径大小并列有序布置，其倾斜度也相同，不相互交叉，阀门布置集中在一点，与各设备连接时进行分散式布置，避免接错接口。整个管线应短捷，且不影响运行通道和其它设备的操作，同时对整个管系的热膨胀必须具有补偿能力。

（3）同一排平行布置的管路弯头应采取同一种形式，且弯曲半径应相同。

（4）高温小管道排列时，应增设Π形弯，以吸收膨胀。

（5）疏放水管道漏斗的布置应便于检查，有滤网及上盖，工艺美观。汽缸下部疏水管道很多，不易辨识，疏水管道的布置不要太低，太密，影响底部通道，造成保温困难。

（6）小管道的阀门布置应考虑预留操作空间，阀门要集中布置在便于操作的地方，高度要合适，便于运行人员操作，必要时设置检修平台。集中排放的疏放水阀门宜集中布置，标高一致，且排列整齐、美观；仪表、控制系统等小口径管道阀门可以布置在栏杆部位。

（7）尽量避免汽管道和油管道布置在一起，必须一起布置的，应该油管道布置在下面，汽管道布置在上面。前轴承箱处的油管道布置要考虑到前箱的位移量。

通过示范区建设，在示范区集成马铃薯机械深耕深松、机械起垄播种、地膜覆盖、机械化植保、机械中耕培土、机械挖掘收获、测土配方施肥、病虫害绿色防控等技术示范，重点提升机械化技术应用水平。与项目实施前相比，主要提升机械播种与挖掘收获作业技术水平，机械播种比手扶拖拉机开沟、人工手溜点播提高工效5倍以上，节省人工20个；机械挖掘收获比手扶拖拉机犁挖提高工效6倍以上，节省人工15个以上，而且挖净率高。

（8）小管道如果布置在设备（特别是电机，转机包括阀门等经常检修的设备）上方，要注意预留设备检修的起吊位置，防止设备的吊起高度大于管道与设备之间的的预留空间。

（9）排污、排空管的排放，要远离电气设备，更不要正对电气设备，否则容易降低电气设备的绝缘。还要尽可能的接近地面，不要太高，造成水花四溅。如凝汽器的排空、排污管道。

（10）煤气管道的排放，要注意高度足够高，同时尽量不要面对人员密集区域（如集控室）排放，否则万一煤气放散不及时，容易造成人员中毒；氢气管道的排放点要比较高而开阔，避免引起爆炸；排油烟管道的排放要避开空压机的入口，避免容易污染空压机。

（11）集中布置的小管道支吊架尽量使用同一根部。

（12）小管道尽量利用大管道开孔一起通过楼面、墙面，而避免单独在楼面、墙面开孔，如果要开孔，尽量在隐蔽的地方开孔以保证美观。

3　基于PDMS工作平台的小管道精细化设计优势

火电发电厂工艺系统中，小管道数量众多。仅热机专业而言，按类别分有疏放水、油、气系统三大类管道。据某已实施小管道出图的600MW燃煤机组数据统计，约有560根小管道，出图量至少是大管道的1.8倍。

运用先进的信息化技术提高出图效率和准确性已经成为当今设计潮流。PDMS是一款目前来说比较流行的一体化多专业集成布置设计数据库平台。在解决电厂设计最难点——管道详细设计为核心的同时，解决设备、土建结构、暖通、电缆桥架、支吊架、平台扶梯等各专业详细设计，各专业间充分关联互动。它突破了传统的二维平面进行图纸设计的概念，将工程设计转换成一个真正的三维空间建立工厂实体模型。其最大优点是可以非常真实地反映出施工以后实际运行现场布置情况。从而更加清楚地反映了各个专业之间的配合、协调以及对施工图纸的真实体现，更好地为我们做好设计工作提供了一个非常便利的平台。同时，PDMS工作平台二次开发软件技术成熟，根据用户要求开发的各种软件能进一步提高出图效率。

基于PDMS工作平台的小管道精细化设计，优势明显：

（1）管道布置设计直观。PDMS以一个虚拟的三维空间为绘图环境，可以从不同的方向查看所布置的模型，而且它的位置描述非常准确，使设计人员对所设计的物体的空间位置一目了然。

（2）数据共享，有利于各专业各卷册配合，管道统筹规划。由于使用单一的数据库,不同专业不同设计人员输入的数据共同存储在同一数据库中,因此通过系统设置相应的权限可以非常方便地设置每个设计人员对不同数据的读写权限,达到数据共享。而且，由于各专业各卷册都在同一个模型空间里进行三维设计，可以很方便地在设计过程中和设计完成后调出别的卷册或者专业设计的模型，这样就能很容易地协调好各卷册或专业的管道设备结构等之间距离，避免碰撞发生。

（3）在PDMS三维平台进行管道布置过程中，可以进行实时碰撞检查、模拟检修空间，安全距离等，有效避免小管道现场布置随意性造成的碰撞，挡通道，挡检修空间等布置不合理现象。

（4）在PDMS三维平台中布置小管道后，可以虚拟现实场景漫游，从而提供了更为直观的工作平台，便于管道的设计优化，节省工程投资。

（5）可实现一键抽图。PDMS可直接生成设备管道布置图、单管图、配管图(下料图)、土建结构详图等,并可按照用户定义的标注规则进行自动标注，提高出图效率和图纸准规范性。

（6）不同于常规小管道现场布置，图纸仅提供估算材料量的方式，利用三维设计平台对小管道精细化设计后，材料以及零部件清单，直接从三维设计模型准确提取，给材料采购订货提供了准确可靠的依据。

4　小管道精细化设计流程

4.1建立带有数据属性的数字化三维模型

根据上述章节总结的小管道精细化布置的主要工艺原则，在PDMS三维平台环境下布置管道走向和支吊架设计。

由于PDMS平台里利用二三维传递设计新技术，可以直接在三维模型环境中开列三维模型各元件、管线、分支，并可保持P&ID系统图的层次结构，保证了工艺系统图与三维模型逻辑关系的一致。

4.2进行智能碰撞检查

在数字模型中，电厂内所有管道、设备、支吊架、桥架、土建结构等都位于同一数据库中，通过各个专业、系统在设计阶段进行完整的碰撞检查，在理论上，可实现零碰撞和尽可能少的材料浪费。

4.3直接抽取小管道施工安装图

在PDMS工作平台中建立模型后可以自动生成平面布置图，管道轴测图，材料报表和材料汇总表等施工文件，大大减轻了设计工作量，提高出图效率。出图可以采用常规CAD格式，通用性好且图纸格式统一，规范性好。

4.4完备准确的材料、零部件采购清单

材料以及零部件清单，直接从三维设计模型中一键提取，快捷便利，避免人为统计计算的差错，节约了人力，提高了效率，给材料采购订货提供了准确可靠的依据。

5　总结

小管道精细化设计逐渐成为电力设计发展的必然趋势。基于PDMS三维工作平台的小管道精细化设计，能实现管道设计工艺合理，布置美观的要求同时，还能有效解决小管道实际布置时空间紧张、布置凌乱以及现场碰撞等问题，并能提供准确的小管道材料采购量。

[1]黄燕华．PDMS(工厂设计管理系统)在孟津电厂设计中的应用[J].企业科级与发展，2009(22):72-77．

[2]牛玉宝．浅谈热力系统小口径管道施工要点[J].工业技术，2009(24):93．

[3]黄惠梁，范学强等．在3D模型中进行小管道设计的探讨[J].浙江电力，2002(01):65-66．

[4]火力发电厂汽水管道设计技术规定．DL/T,5054-1996．