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一、案例實施背景

（一）項目簡介

三峽(xia)恒基能脈瓜州70萬千瓦“光(guang)熱儲能+”項(xiang)目(mu)(mu)，集(ji)200MW光(guang)伏發(fa)電(dian)、400MW風(feng)力發(fa)電(dian)、100MW光(guang)熱發(fa)電(dian)為(wei)一(yi)體，甘肅(su)省安裝建設(she)集(ji)團(tuan)有限公司（簡稱：甘肅(su)安裝集(ji)團(tuan)）承建的(de)(de)100MW塔式光(guang)熱電(dian)站，項(xiang)目(mu)(mu)總投資21.9億元，采用(yong)(yong)EPC總承包模式。該(gai)(gai)項(xiang)目(mu)(mu)主要發(fa)揮儲能調峰(feng)調頻作用(yong)(yong)，在降低光(guang)伏、風(feng)電(dian)棄(qi)風(feng)棄(qi)光(guang)率的(de)(de)同時，促使發(fa)電(dian)平穩可(ke)控。該(gai)(gai)項(xiang)目(mu)(mu)是全球首個“雙塔一(yi)機(ji)”模式的(de)(de)塔式光(guang)熱電(dian)站，擁有兩(liang)座200.5m高的(de)(de)吸熱塔和一(yi)臺100MW汽輪機(ji)發(fa)電(dian)機(ji)組。

廠區(qu)總占地(di)面積301.07公頃，劃分為光熱(re)(re)發(fa)電區(qu)、定(ding)日(ri)鏡(jing)(jing)組裝區(qu)、行政(zheng)生活區(qu)等。其中(zhong)，光熱(re)(re)發(fa)電區(qu)分為東(dong)、西(xi)兩(liang)個鏡(jing)(jing)廠，擁有26954組定(ding)日(ri)鏡(jing)(jing)，位于交集處的600余組定(ding)日(ri)鏡(jing)(jing)實現了雙向共(gong)用(yong)，大大提高了發(fa)電效率(lv)。核心發(fa)電島位于西(xi)鏡(jing)(jing)廠，包含冷、熱(re)(re)熔鹽儲換熱(re)(re)系統，蒸汽(qi)發(fa)生器系統（SGS）、主(zhu)廠房、空冷平(ping)臺、化水車間、化驗樓、冷熱(re)(re)熔鹽罐等。

（二）重難點分析

1.施工技術

新(xin)(xin)該項目作(zuo)為全球首個(ge)“雙(shuang)塔一機”模式的(de)塔式光(guang)熱電(dian)站，可借鑒的(de)項目經驗較少(shao)，在施工(gong)技術各方面(mian)均有創新(xin)(xin)，也對BIM技術應(ying)用(yong)帶來了(le)新(xin)(xin)的(de)挑(tiao)戰。

2.項目規模

大該項目(mu)涉及到(dao)土建(jian)、機電(dian)、管道(dao)、熱機、壓力容器等眾(zhong)多專業，對于多專業協(xie)調要(yao)求高；同時，如何實現26954組定(ding)日鏡的參數(shu)化建(jian)模(mo)及現場安裝也是(shi)一個不小的挑戰。

3.超危工程

多(duo)該項目(mu)包含吸熱(re)塔翻模(mo)施工(gong)、汽輪(lun)機基(ji)座、空(kong)冷(leng)平臺、深基(ji)坑、高(gao)支模(mo)等30余項危大、超危大工(gong)程，對技術(shu)方案的編制和現場的安全技術(shu)管理提(ti)出(chu)了更(geng)高(gao)的要求，BIM技術(shu)三(san)維可(ke)視化(hua)、參數化(hua)的優勢(shi)得以充(chong)分發揮(hui)。

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)(re)塔的總高(gao)為(wei)200.5m，筒身為(wei)165.5m的變截(jie)面、變坡度鋼筋混(hun)凝土筒體，內部包(bao)含(han)樓梯井、電(dian)梯井、觀(guan)光平(ping)臺(tai)、電(dian)氣(qi)平(ping)臺(tai)、檢(jian)修平(ping)臺(tai)、冷熔(rong)鹽上升管路(lu)、熱(re)(re)熔(rong)鹽下降管路(lu)等(deng)。通過建立參數化族自(zi)建族，實現了內外徑及高(gao)度的自(zi)主控制(zhi)。頂部為(wei)35m高(gao)的吸熱(re)(re)器，主要(yao)由鋼結構框架(jia)，出、入口(kou)緩(huan)沖罐、高(gao)壓空氣(qi)罐、吸熱(re)(re)器屏、防護罩等(deng)組成。

2.定日鏡

定日鏡(jing)作為本(ben)項(xiang)目的(de)核心構(gou)件，由9塊超白玻璃組成，單鏡(jing)面的(de)反(fan)射(she)面積為29.7m2，總(zong)采光面積為80萬m2，面對不同的(de)使用場景(jing)，甘肅安裝集團分別建立了(le)施(shi)工數據模型和工廠生(sheng)產模型。

3.冷、熱熔鹽罐體

本項(xiang)目(mu)包含冷(leng)、熱熔(rong)鹽(yan)兩個罐(guan)體，其中(zhong)冷(leng)鹽(yan)罐(guan)材質為Q345R的碳鋼(gang)，直徑為28.302m，熱熔(rong)鹽(yan)罐(guan)為TP347H的合金鋼(gang)，直徑為28.94m。BIM小組根據(ju)現場情況對罐(guan)體模型進(jin)行了數據(ju)建模，并完(wan)成鋼(gang)板數據(ju)分(fen)割(ge)、數據(ju)編號(hao)等工作，確保(bao)罐(guan)體焊接(jie)的順利(li)進(jin)行。

（二）特色亮點

26954組定日(ri)鏡的(de)(de)安裝作業是本項(xiang)目的(de)(de)一大重難點，BIM小組通過應(ying)用(yong)(yong)Dynamo軟件進行參(can)數(shu)化(hua)編程，實(shi)現(xian)了定日(ri)鏡模型的(de)(de)批(pi)量生成、參(can)數(shu)信息(xi)的(de)(de)批(pi)量錄入、參(can)數(shu)化(hua)控制(zhi)、數(shu)據(ju)調用(yong)(yong)、數(shu)據(ju)追蹤、模擬分析、模型精(jing)度的(de)(de)動態切換等功能(neng)，用(yong)(yong)以輔助(zhu)施工現(xian)場(chang)的(de)(de)安裝作業工作。

首先，借助BIM技術(shu)對(dui)鏡場布(bu)置方案(an)進行了多維度的方案(an)比(bi)選，這一(yi)過程充分考慮了現場獨特的地形特征與光(guang)照條件，旨在最大化(hua)(hua)的提升聚光(guang)效(xiao)率(lv)(lv)。經過嚴謹的分析與優化(hua)(hua)，最終采(cai)用(yong)雙鏡場的環形交(jiao)錯(cuo)分布(bu)策略，這一(yi)創新(xin)設計不僅巧妙地融入了自然地形，還(huan)通過鏡場交(jiao)集處的鏡面(mian)共用(yong)，顯著(zhu)提升了整體(ti)布(bu)局的靈活性和發(fa)電效(xiao)率(lv)(lv)。

隨后，建(jian)立(li)(li)定日鏡(jing)數據(ju)庫，記錄包含編號、坐標(biao)、高程(cheng)、仰(yang)角(jiao)、方位角(jiao)等(deng)信息參數。同時建(jian)立(li)(li)兩種預制(zhi)管樁模型、仰(yang)角(jiao)可(ke)控制(zhi)的(de)參數化定日鏡(jing)模型，采(cai)用共享數據(ju)集的(de)方式，實現了自定義參數在明細(xi)表中(zhong)批量統計及修改。

緊接(jie)著，編寫(xie)運行程序，其基本邏輯(ji)為提取(qu)數(shu)據庫、數(shu)據篩選、依據坐標(biao)生成模型、方位角控制、仰角控制、參數(shu)信息的批量錄入。

最(zui)終，實現(xian)(xian)了(le)(le)參數信(xin)息的(de)批量錄入、查詢(xun)及(ji)使用，既(ji)方便了(le)(le)定日鏡的(de)現(xian)(xian)場安(an)裝，也可服務于項目后期運行程序的(de)調(diao)試。

（三）設計階段

1。吸熱塔

通過對吸(xi)熱塔(ta)塔(ta)筒結構自(zi)振(zhen)周期的(de)三維(wei)模(mo)擬，分析(xi)不用(yong)振(zhen)型下風(feng)荷載和地震作(zuo)用(yong)對結構的(de)影響，確保了結構的(de)安全性和設(she)計方案可(ke)行性。

2.定日鏡

光學質(zhi)(zhi)量是定日(ri)(ri)鏡的(de)(de)重要性能指標，其參數除了與制(zhi)作(zuo)工藝有(you)關以外，同樣也與定日(ri)(ri)鏡支撐和自重導致的(de)(de)形(xing)變存在較強(qiang)的(de)(de)關聯(lian)性。通過對定日(ri)(ri)鏡三維結構(gou)模型的(de)(de)分(fen)析(xi)，進行(xing)不同鏡面大小的(de)(de)方案比選(xuan)，選(xuan)取(qu)較輕型、較合(he)理(li)的(de)(de)支架設計，用以得(de)到更有(you)效的(de)(de)高品質(zhi)(zhi)光學質(zhi)(zhi)量。

3.熔鹽罐

通過熱應力模擬計算軟件對熔(rong)鹽罐體(ti)的(de)核(he)心(xin)結(jie)構進(jin)行應力分析，同時，運用(yong)CFD軟件對熔(rong)鹽動態進(jin)行流體(ti)模擬計算，考察(cha)運行狀態下核(he)心(xin)設備的(de)穩定性。

（四）施工階段

1.基于(yu)BIM的(de)圖紙審查

在項目管理中，圖紙審查(cha)是一個至關重要的環節，它(ta)直接關系到(dao)項目設計的準確性(xing)、施工(gong)(gong)的可(ke)(ke)行性(xing)以及后(hou)續運維(wei)的順(shun)暢性(xing)。傳統方法(fa)往往依賴于二(er)維(wei)圖紙，通過人工(gong)(gong)比對、討論和修正來發現(xian)問題(ti)(ti)，這一過程不僅耗(hao)時耗(hao)力(li)，還(huan)可(ke)(ke)能因為(wei)溝通不暢或理解(jie)差異導致(zhi)問題(ti)(ti)遺漏(lou)或誤解(jie)。本項目應用(yong)BIM技術大(da)大(da)的提(ti)高了(le)工(gong)(gong)作效率，快(kuai)速發現(xian)問題(ti)(ti)、提(ti)出問題(ti)(ti)、解(jie)決問題(ti)(ti)，確保(bao)項目安全高效的順(shun)利開(kai)展。

2.吸熱塔(ta)翻模施工法

由于混凝土吸(xi)熱塔的(de)結(jie)構特殊性，經(jing)多輪專家論證，最終(zhong)采用翻(fan)模(mo)施工(gong)(gong)法(fa)，該工(gong)(gong)法(fa)具有(you)速度快、質量好、機具簡單，提(ti)升平穩，工(gong)(gong)法(fa)成熟等(deng)特點。首先，通過(guo)翻(fan)模(mo)結(jie)構的(de)有(you)限元分析模(mo)型，考慮不同施工(gong)(gong)工(gong)(gong)況下(xia)的(de)受力(li)荷載(zai)，確保施工(gong)(gong)安全。

隨后(hou)，建立施(shi)工數據模(mo)型(xing)進行三維(wei)模(mo)擬分析，以(yi)3層為一個循(xun)環，每層1.5m共4.5m，形成(cheng)三維(wei)技術(shu)交底視(shi)頻，直(zhi)觀的展現技術(shu)方案意圖。

最(zui)終，通過BIM技術的應用，安全高效地完成(cheng)了翻模施工作業(ye)。

3.熔(rong)鹽罐體液壓提升倒裝法(fa)

目前，國內(nei)大型儲罐的施工(gong)工(gong)法主(zhu)要有水(shui)浮正(zheng)裝(zhuang)(zhuang)(zhuang)法、內(nei)腳手(shou)架正(zheng)裝(zhuang)(zhuang)(zhuang)法施工(gong)、罐外(wai)壁或內(nei)壁掛三角架與(yu)罐壁小車(che)行走(zou)正(zheng)裝(zhuang)(zhuang)(zhuang)法、液壓提升倒裝(zhuang)(zhuang)(zhuang)法等(deng)。

本項(xiang)目采用液壓提升倒裝法(fa)進行施工，這種施工方法(fa)對(dui)施工單位的裝備能力及技(ji)術(shu)要求非常高，一般企業難以達到，其優勢在于減(jian)少(shao)翻新及修補成本、提高施工效率、減(jian)少(shao)現場安全隱(yin)患。

為了(le)確(que)保提升(sheng)(sheng)過(guo)程(cheng)的(de)萬無一(yi)失，BIM小(xiao)組通過(guo)利用三維模型模擬了(le)整個提升(sheng)(sheng)倒裝過(guo)程(cheng)，分析重難點(dian)及風(feng)險點(dian)，把控(kong)罐體安裝過(guo)程(cheng)中安全和(he)質量風(feng)險。

4.預埋件跟蹤定位

吸熱塔擁有(you)眾(zhong)多的預埋(mai)件(jian)，其跟蹤定位尤為重要，通過建(jian)立預埋(mai)件(jian)參數(shu)化族庫，使其尺寸及信(xin)息參數(shu)與圖集(ji)保(bao)持一致，所有(you)預埋(mai)件(jian)均(jun)可(ke)(ke)做到信(xin)息可(ke)(ke)查詢，流程可(ke)(ke)追(zhui)蹤，質量可(ke)(ke)追(zhui)溯(su)。

三、成果取得的成效

（一）經(jing)濟(ji)效益通過以下BIM技術應用點(dian)，結合現場實際(ji)應用情況，綜合計算目前提高項(xiang)目利潤約2%。