BIM技术在鹿台山选煤厂设计过程中的应用_李少宁.pdf

BIM 技术在鹿台山选煤厂设计过程中的应用 李少宁 大地工程开发集团有限公司 天津分公司, 天津 南开 300381 摘 要 结合鹿台山选煤厂的特点及设计过程, 介绍了选择的 BIM 设计软件平台, 论述了 BIM 技术在选煤厂设计过程中的几点应用, 采用 BIM 技术达到的设计效果。 关键词 选煤厂; 设计; BIM; Revit; 三维 中图分类号 TD948. 9 文献标识码 A 文章编号 1005-8397202009-0030-03 收稿日期 2020-04-06 DOI 10. 16200/ j. cnki. 11-2627/ td. 2020. 09. 009 作者简介 李少宁1986, 男, 河北石家庄人, 2010 年毕业于中国矿业大学矿物加工专业, 工学学士, 大地工程开发集团有限公司 天津分公司工程师。 引用格式 李少宁. BIM 技术在鹿台山选煤厂设计过程中的应用 [J]. 煤炭加工与综合利用, 20209 30-32. BIM 全称 Building Ination Modeling, 是一 种应用于工程设计、 建造、 管理的数据化工具, 在选煤厂设计过程中主要体现在搭建三维模型, 并给各模型附以相应的信息参数, 使三维模型信 息化。 大地工程开发集团有限公司天津分公司自 2008 年开始探索 BIM 技术在选煤厂设计中的应 用。 至 2012 年全专业开始采用三维设计, 并建 设三维设计体系, 完善三维设计出图规则及制 度, 2016 年各专业完成协同设计, 所有专业在一 个平台进行协作并分别出图。 1 选用的 BIM 设计软件 在 BIM 设计软件平台的选择上主要有 3 个, 分 别 是 Bentley 系 列 三 维 设 计 CAD 软 件、 Graphisoft ArchiCAD 14 软件以及 Autodesk 公司的 Revit 系列软件, 通过长时间的探索和尝试, 大 地工程开发集团有限公司天津分公司采用了 Autodesk 公司的 Revit 软件作为三维设计平台, 根据各项目情况及设计阶段不同专业仍然采用 AutoCAD 等其他软件作为辅助或计算。 Revit 软件中引入了项目和族的概念, 在三 维模 型 搭 建 时 常 常 需 要 将 三 维 中 的 概 念 与 AutoCAD 中对应, 而族的概念与 AutoCAD 中的 块的概念类似, 在项目中除了使用已建好的族 外, 还可在插入内建模型, 内建模型的编辑相当 于 AutoCAD 中在位编辑块。 在项目中搭建了各种 各样的族和内建模型就形成了三维实体, 将相应 的信息参数赋给各个族就完成了三维模型的 搭建。 自从设计过程中采用了 BIM 技术, 设计失误 率明显降低, 在设计难度和施工难度大的厂作用 尤为明显。 本公司 2016 年中标的鹿台山选煤厂 在设计时就采用了 Revit 软件进行了建模, 给后 续施工带来了很大的便利, 也减少了许多的设计 变更和升版。 2 选煤厂概况 鹿台山煤业公司位于山西省晋城市沁水县张 村乡冯村, 建设规模为 0. 90 Mt/ a, 采用的选煤 工艺为 500 mm 无压三产品重介旋流器分选; 1. 00. 25 mm 粗煤泥 TCS 分选; 0. 250 mm 细 煤泥浓缩压滤脱水回收。 产品结构为 化工煤 洗中块 50 25 mm、 喷吹煤洗末煤 25 0 mm、 动力煤末中煤250 mm、 矸石、 煤泥。 鹿台山选煤厂于 2016 年由大地工程开发集 团有限公司天津分公司总承包建设, 建设之前 工业广场已有原煤处理系统、 辅助生产系统及行 政福利设施。 其中, 原煤处理系统包括 筛分车 间、 6 座 8 m8 m 方仓、 3 座 ϕ15 m 筒仓及相关 栈桥; 辅助生产系统包括 35/10 kV 变电站、 消 防水池、 静压水池及井下水处理车间、 锅炉房、 03 煤炭加工与综合利用 COAL PROCESSING 行政福利设施包括 联建 楼、 办公楼、 宿舍楼、 食堂等。 新建的工程包 括 筒仓改造其中 1 个改造为原煤仓、 主厂房 洗选系统、 方仓改造、 各联系栈桥。 3 BIM 设计过程 鹿台山选煤厂的建设属于改建项目, 其建设 规模较小、 新建建筑物较少, 但其现有工业场地 地形复杂, 建设场地小、 新老建筑物搭接干涉较 多, 设计和施工难度较大。 在设计过程中巧妙使 用了 Revit 软件中的一些功能解决了设计的难点。 下面介绍 Revit 软件的几点应用。 1共享坐标的应用。 因建设可选场地已确 定, 设计首先根据地形情况确定了主厂房的建设 标高及相关道路, 然后将布置好的各个车间链接 到总平面模型中, 已有建筑物与现场实际对应调 整好后新建建筑物分别旋转定位完成, 通过总平 面模型进行发布共享坐标, 各个车间互相链接时 获取共享坐标后, 各车间的相对定位关系即与总 平面对应, 且不容易出错。 各车间拼接在总平面模型中, 如图 1 所示。 图 1 鹿台山主要生产设施三维拼接 2全专业三维同平台链接的应用。 全专业 三维协同工作模式有 2 种 一种为各专业分别创 建项目作为中心模型, 专业间互相链接中心模 型, 专业内在本地创建副本进行设计并适时上传 本专业中心模型; 另一种方式为全部设计人员共 同在一个中心模型文件上设计, 每个设计人员创 建本地副本进行设计并适时上传中心模型。 第一种方式的中心模型文件较小, 专业间互 相链接, 对电脑的硬件要求相对较低, 但中心模 型中仅本专业的内容, 其他专业需要配合调整时 需要电话或邮件通知修改; 第二种方式所有专业 内容均在一个文件内, 中心模型文件较大, 对电 脑硬件要求较高, 但各设计人员在设计过程中可 以随时借调其他人员权限内的资料并予以修改, 修改完成后归还权限即可。 鹿台山的设计采用了第一种方式。 工艺专业 将各专业负责的内容分别设置工作集并将委托图 作为中心模型放置在三维专用服务器上, 各专业 链接工艺模型并互相链接其他专业模型进行本专 业的设计, 随着设计进度的延伸, 逐渐隐藏工艺 委托图中不需要的内容, 直至最后仅保留工艺设 备。 工艺专业链接各专业资料可随时检查其他专 业设计的内容能否实现预期的效果, 并在设计最 后自动完成安装关系图。 鹿台山主厂房各专业设计内容及各专业实际 关系见图 2。 图 2 鹿台山主厂房各专业设计内容关系 3Navisworks 文件的应用。 各专业设计内 容完成后, 除了需要检查各环节是否按照工艺委 托设计完成, 还将链接了各专业中心模型的文件 导出为 Navisworks 文件。 通过 Navisworks 文件中 第三人激活第三人后, 将能够看到一个人的模 型、 重力激活重力后在场景中漫游的同时会受 重力作用被向下拉、 碰撞等真实效果检查行人、 检修空间是否足够, 检查楼梯、 平台、 栏杆等设 置是否合理, 检查各专业间是否存在碰撞等内 容。 通过检查修改无误后再出图。 4族参数及注释族的应用。 三维设计中虽 然各设备、 构件等均已三维化, 但资料交互和出 图时仍需要进行注释。 在建模时将各族和构件附 以详细参数使三维模型信息化, 各专业均可看到 三维模型中各实例的详细参数如 梁的编号、 大小、 配筋信息等, 设备的名称、 型号、 编号、 重量、 功率、 电源等级等, 管线的编号、 去向、 13 2020 年第 9 期李少宁 BIM 技术在鹿台山选煤厂设计过程中的应用 图 3 真实效果碰撞检查 直径、 材质、 输送介质等。 各专业选中各构件 即可查看其详细信息, 将需注释的信息加入到注 释族中即可批量进行注释, 并且可以避免不同视 图的注释内容不一致的错误。 除资料交互、 出图等更方便外, 三维模型移 交给施工单位、 预算单位或业主时仍然保留该参 数给后期施工和预算和运维带来极大的方便。 4 BIM 设计的效果 BIM 技术应用在设计中后, 因本项目的所有 参与人均在同一个平台进行设计, 各设计人员可 实时查看其他专业或本专业其他设计人员的设计 状态; 发现问题后可实时请求其他设计人员修改 或借用权限进行修改, 避免了传统设计中提资返 资的过程, 提高了设计效率和质量。 鹿台山项目招投标时正处于煤炭行业最不景 气的年头, 项目利润率极低, 为降低设计成本和 施工成本, 必须避免反复修改, 要求设计一次成 功率高, 要想办法减少设计的升版变更, 更要减 少施工的返工。 BIM 技术的应用使得各专业设计 准确率提升, 各专业升版变更数量均很少。 其中 机制专业仅 1 处因业主决策变化产生的变更; 土 建仅 1 处因已有建筑物图纸和实际不一致产生的 变更; 水暖电专业无变更; 管道专业在调试时为 配合调试增加的 1 处变更; 且各变更均不增加工 程造价。 BIM 技术的应用既降低了设计工时数, 提高 了设计质量, 也减少了设计变更引起的工程 投资。 5 BIM 设计的前景 近年来 BIM 设计已经成为了潮流, 选煤厂设 计行业中各设计公司也均已陆续开始探索三维设 计, 但三维设计不是 BIM 的全部, 而仅仅是 BIM 的其中一环。 目前各设计公司或多或少都能够建 立部分三维模型, 而 BIM 模型用于施工和运维的 在选煤行业还基本没有。 随着近年来智能化的兴 起, BIM 模型必将应用在施工和运维过程中。 􀤮􀤮􀤮􀤮􀤮􀤮􀤮􀤮􀤮􀤮􀤮􀤮􀤮􀤮􀤮􀤮􀤮􀤮􀤮􀤮􀤮􀤮􀤮􀤮􀤮􀤮􀤮􀤮􀤮􀤮􀤮􀤮􀤮􀤮􀤮􀤮􀤮􀤮􀤮􀤮􀤮􀤮􀤮􀤮􀤮􀤮􀤮 上接第 29 页 参考文献 [1] 孔忠伟, 曾庆刚, 刘 明. 田庄选煤厂千万吨级产业升 级改造综述 [J]. 选煤技术, 20132 87-92. [2] 曾庆刚, 迟兴田, 刘 明, 廖祥国. 田庄选煤厂四级分 选工艺的研究与应用 [J].选煤技术, 20133 94- 98. [3] 徐建伟.创新经营管理思路 破解经济运行难题 中 国平煤神马集团应对危机的管理实践 [J]. 环渤海经济 瞭望, 201812 30-31. [4] 何仕杰. 田庄选煤厂末原煤分选系统改造研究 [J]. 煤 炭加工与综合利用, 20173 43-45. [5] 姬跃平. 三产品重介质旋流器在田庄选煤厂分选末煤的 实践 [J]. 选煤技术, 20193 78-81, 85. [6] 张同军. 田庄选煤厂发展战略研究 [J].企业技术开 发 中旬刊, 201210 162-163. [7] 孔忠伟.田庄选煤厂中煤提质系统改造实践与思考 [J]. 选煤技术, 20171 49-51, 55. [8] 张同军. 全面提升选煤厂综合竞争力 [J].时代经贸, 201712 31-35. [9] 刘 明. 田庄选煤厂提高精煤产率的研究 [J]. 煤炭加 工与综合利用, 20151 31-34. [10] 曾庆刚, 李秋芳, 刘 明. 田庄选煤厂产业升级改造的 回顾与思考 [J]. 选煤技术, 20141 90-94. [11] 姬跃平. 粗煤泥分选机在田庄选煤厂的使用实践 [J]. 煤炭加工与综合利用, 20193 43-46. [12] 张同军, 杨寒松, 刘 明, 等. 田庄选煤厂产业升级改造 降低介质消耗的实践 [J]. 选煤技术, 20134 103-107. 23 煤炭加工与综合利用2020 年第 9 期