三维数字技术在燃煤电厂数字化建设中的应用研究

三维数字技术在燃煤电厂数字化建设中的应用研究

张军

(国家能源集团辽宁电力有限公司沈西热电厂 辽宁省 沈阳市 110000)

摘要：三维数字技术在燃煤电厂数字化建设中具有重要应用价值。通过三维数字化设计与图纸校检，可以提高设计准确性，减少施工错误。同时，三维碰撞检查有效避免设备安装中的干涉问题，确保工艺流程顺畅。在基建阶段，DN80小管的敷设设计和其他相关应用提升了施工效率。此外，基建生产一体化平台的建立，有助于实现两个管理模式的融合。在生产阶段，锅炉管道的膨胀和焊口管理通过动态监控得以优化，提升了安全性和运行效率。

关键词：三维数字技术；燃煤电厂；数字化建设；应用

随着全球对可持续发展的关注，燃煤电厂的数字化建设日益重要。三维数字技术作为一种先进的技术手段，能够在燃煤电厂的设计、运营和维护中发挥显著作用。通过三维建模与虚拟现实，企业可以更直观地了解设备布局、工艺流程及安全隐患，从而优化运行效果和提高安全性。此外，三维数字技术还支持数据集成与分析，为决策提供科学依据。

1.三维数字技术概述

三维数字技术是通过先进的计算机技术和软件工具，创建、处理和应用三维模型与数据的一种技术手段。它涵盖了三维建模、三维打印、虚拟现实、增强现实以及三维可视化等多个领域。这些技术不仅能够更直观地表达空间信息，还能在设计、工程、生产、维护等多个环节中提供极大的便利。未来，随着人工智能及物联网技术的日益发展，三维数字技术将进一步与其他新兴技术融合，实现更广泛的应用。通过基于三维模型的数据分析，企业能够更精准地制定决策，提高整体运营效率[1]。

2.三维数字技术在燃煤电厂数字化建设中的应用问题

2.1设计范围不全，应用范围不够全面

在燃煤电厂的数字化建设中，设计范围的不全面是一个普遍存在的问题。由于初期规划时缺乏对系统整体架构的深入分析，往往导致某些关键组件或流程未被纳入数字化设计。这种情况使得数字技术难以充分发挥其应有的效益。比如，三维建模时如果没有将所有设备、管道、控制系统等纳入考虑，往往会产生信息孤岛，导致各部门之间的信息无法有效互通，影响整体运营效率。此外，应用范围的局限性也体现在未能充分考虑到未来发展和技术更新的需要，使得数字化系统在上线后很快就面临升级困难。

2.2基建与生产“两条腿走路”的管理模式仍然没有根本改变

尽管燃煤电厂在推进数字化建设，但其管理模式仍然沿用传统的基建与生产相分离的模式，这对数字化的有效实施形成了障碍。在这种管理模式下，基建部门和生产部门各自为政，缺乏必要的沟通与协调。这种现象使得两方面的努力难以形成合力，导致信息共享的不畅和资源的浪费。同时，基建过程中的数字化成果未能及时转化为实际生产中的操作规范，也造成了数字化应用效果的下降[2]。

3.三维数字技术在燃煤电厂数字化建设中的应用

3.1基建期的应用

3.1.1三维数字化设计及图纸会检

三维数字化设计在燃煤电厂基建期的应用能够显著提高设计的准确性和效率。在设计阶段，通过建立三维模型，设计师可以直观地展示和分析各个设备及其相互位置，极大地降低了图纸误差的可能性。同时，借助数字化技术进行图纸会检，可以集中多方专家对设计方案进行评审，及时识别潜在的问题并调整设计方案，从而确保施工的可行性与合理性。这一过程不仅提高了设计质量，也为后续施工奠定了坚实的基础。

3.1.2三维碰撞检查

三维碰撞检查是保障燃煤电厂基建期顺利进行的重要手段。通过对各类设备、管道和设施进行三维建模，再利用专业软件进行碰撞检测，可以提前发现设计阶段可能出现的空间冲突与碰撞问题。此举能够有效减少施工现场的返工现象，提高施工效率，降低工期和成本。同时，碰撞检查还可以帮助施工队更好地理解施工过程中的复杂性，有助于优化施工方案和安排保障资源的合理使用，从而确保项目按时交付。

3.1.3DN80小管敷设设计施工

在燃煤电厂的基建阶段，DN80小管的敷设设计施工通过三维数字技术得到了优化。三维模型能够详细呈现小管与其他管线、设备之间的相对位置，确保设计的合理性和可实施性。在实际施工过程中，借助三维技术生成的施工图，施工人员可以更直观地了解敷设路径及安装步骤，减少施工错误。同时，通过实时的现场反馈，可以及时调整施工方案，以适应变化的施工环境，从而提高施工效率和质量。

3.1.4三维技术在基建期其他应用

除了上述应用，三维数字技术在燃煤电厂基建期还有多种其他用途。例如，施工进度的可视化管理、项目资源的动态调配、以及安全风险评估等。通过利用三维建模，可针对建筑过程中可能出现的安全隐患进行评估，从而制定相应的应对措施。此外，三维技术还可以用于项目培训，帮助新入职人员更快速地掌握现场环境和工作要求，从整体上提升项目管理与施工水平。

3.1.5基建生产一体化平台建设

基建生产一体化平台是燃煤电厂数字化建设的关键。通过建立一个集中管理信息的数字平台，能够实现基建与生产过程中信息的实时共享与协调。该平台将三维数字技术与物联网、大数据分析结合，促进智能决策，优化资源配置，缩短计划与执行之间的时间差。这种一体化管理模式，不仅可以提高工程的整体效率，而且还增强了系统的灵活性和应变能力，有助于应对复杂和动态的建设环境，从而推动项目的成功实施。

3.2生产期的应用

3.2.1锅炉管道膨胀及焊口管理

在燃煤电厂的数字化建设中，锅炉管道的膨胀及焊口管理是确保设备安全与稳定运行的重要环节。通过三维数字技术，可以建立详细的管道模型，实时监测其热膨胀行为。在此基础上，结合温度、压力等工况数据，系统能够自动分析管道在运行过程中的变形情况，从而及时发现潜在的安全隐患。例如，若某个焊口出现异常变形，该系统即可发出报警，实现预警功能。此外，通过三维模型可以精确记录焊口的施工质量，便于后期维护和检修。采用数字技术后的焊口管理，不仅提高了焊接质量的可追溯性，还显著降低了因人为操作失误带来的风险，提高了整体运行的安全性和可靠性。

3.2.2三维可视化动态技术监督平台

三维可视化动态技术监督平台在燃煤电厂的数字化建设中发挥着至关重要的作用。该平台通过集成各类数据，如设备运行状态、环境监测数据等，以三维形式展现电厂的整体布局和实时运行情况。这种可视化手段不仅直观，对操作人员和管理者在决策过程中提供了十分有利的信息支持，同时也便于进行远程监控与管理。通过设定多个视角和层级，管理人员可以迅速定位问题，优化资源配置。例如，当设备出现故障时，平台能够快速生成故障点的动态图像，辅助技术人员进行现场排查。此外，这种平台还有助于强化培训，比如通过虚拟现实模拟实际操作环境，提升操作员的技能和应急处理能力，促进数字化技术在生产中的有效应用[3]。

结语

三维数字技术在燃煤电厂的数字化建设中发挥了重要作用。通过精确的三维建模和可视化手段，不仅提升了设备管理与运营的效率，还优化了电厂的设计与维护流程。这种技术的应用使得信息共享变得更加便捷，促进了各部门之间的协作与沟通。此外，在数字化转型的浪潮中，三维数字技术为燃煤电厂的智能化升级奠定了基础，为实现安全、环保、高效的运营目标提供了有力保障。

参考文献

[1]舒喜,窦有权.燃煤电厂掺烧生物质计量技术现状与发展趋势[J].广东化工,2024,51(16):76-78.

[2]林翔.燃煤电厂生物质掺烧系统应用研究[J].中国环保产业,2024,(08):64-67.

[3]江彬,赵亮,韩恺隆.浅谈三维数字技术在燃气电厂数字化建设中的应用研究[J].数字通信世界,2021,(08):67-69.