項目概要
上海電氣環保熱電（南通）有限公司1#、2#、3#爐技改擴項目位于江蘇省南通市，是上海電氣首個特大型垃圾焚燒發電項目。該項目是垃圾焚燒發電綜合利用的案例，可以實現垃圾減量化、無害化、資源化。該項目在提升城市基礎設施建設，改善城市環境和促進經濟可持續發展方面發揮了重要作用。項目投入運營后將帶來顯著的環境和社會效益，并將大大改善居民的生活環境，拉動當地經濟發展和人員就業。
挑戰
項目規劃新建三條日處理能力為 750 噸的垃圾焚燒機械爐排爐處理線，以替代原廠流化床垃圾焚燒處理線。項目的實施需同時保證原廠的平穩運營，以避免因原廠停產而產生“垃圾圍城”、“供熱斷源”等民生問題。在“技改擴”過程中，處理好新舊兩廠眾多的交互面，是項目平順推進的重中之重。此外，本項目為原址新建，可用場地非常有限，導致新建建筑單體較常規設計偏小，設備管道等工藝布置異常緊湊。為了應對這些挑戰，項目團隊需要高效的創新解決方案來滿足復雜的設計要求。
項目團隊決定采用 BIM 三維數字化設計流程來創建數字孿生模型，提高設計效率并減少施工現場返工，避免造成項目延誤，增加不必要的成本。
突破
上海市機電設計研究院有限公司在研究了多個選項之后，選擇了 Bentley 的解決方案。通過利用 OpenPlant Modeler 軟件，項目團隊預先解決了設計中的 600 余處碰撞問題，大幅減少了設計變更和施工返工，提升了項目的質量，節約了安裝材料及人工費用240萬元。同時，有別于傳統二維設計小管道不出圖的原則，三維設計極大地加強了管道設計的深度。BIM技術的引入極大提高了工作效率，安裝工期由預計的5個月縮短到4個月，提前一個月投入運營所帶來的經濟效益顯著。項目團隊還使用 OpenBuildings Designer 建立預制構件模型庫、門窗構件庫等，隨后將其用于設計建筑物以及制定制造和施工計劃。通過嚴格的構件設計，團隊能夠進行詳細的設計分析、細化和改進。
使用移動端 Navigator 軟件可以實現三維模型的移動端展示，方便查看設備、管道屬性，可以提高設計院與施工方、業主之間的溝通效率。使用 LumenRT 軟件生成模型程序，可以給設計方、施工方、業主提供沉浸式審查。利用 Bentley 的 iTwin 服務和云技術，可以隨時隨地查看三維模型。施工過程中，可以避免傳統手算復核工程量，利用模型可以查看設備、管道明細表，成為編制施工預算、竣工結算的重要依據。同時，團隊通過模型對項目資產進行全生命周期管理，提高企業的運營管理效率。
團隊還應用 AutoPIPE 軟件進行動、靜荷載下的管線應力計算、法蘭分析、管線支架設計等，有效優化支吊架的設計。實際運營中，AutoPIPE的三維熱碰撞檢測功能可以在管道升溫時提醒工程師管道的熱位移，從而避免代價不菲的工廠停產。
設計團隊使用 Bentley 的 ProjectWise 進行全程在線BIM協同設計。可視化程度大大提高，使全廠結構更為緊湊，設計管線布置更為合理和美觀。
成果
項目方利用 Bentley 創新高效的解決方案，應用 BIM 三維數字化正向設計為項目創建了數字孿生模型。設計周期從兩個月縮短到 45 天，為設計院節省了 31％的人力成本，施工現場圖紙會審問題減少90%，大大提高了準確性。利用 Bentley 應用程序中開展 BIM 設計將整體設計質量和深度提升 50％，在交付高質量的項目的同時，提高了設計院的競爭力。此外，通過三維模型實現精確的材料統計，為業主節約管道材料費用約200萬元。使用 Bentley 系列軟件進行 BIM 正向設計，項目提前31天投入運營，對鄰近企業或居民的噪聲影響降低至少10分貝，改善周邊居民及企業生活環境和生活質量。
環保工程設計研究院院長馮士剛表示：“我們使用 Bentley 軟件來進行項目全生命周期管理。Bentley 軟件用于最初的協同設計、管道應力分析、預制構件庫構建、模型構建和組裝、管道碰撞檢測、沉浸式審查以及數字孿生模型的交付。基于 Bentley 的 BIM 技術為該項目節省了 200 萬元的工程成本，使項目提前一個月投入運營。”
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