浅析基于三维的小管道布置策略分析

马剑 冯宁（西北电力设计院有限公司，陕西西安 710075）

浅析基于三维的小管道布置策略分析

马剑 冯宁
（西北电力设计院有限公司，陕西西安 710075）

在目前国内火电厂的设计过程中，往往忽视了小管道的布置方案设计，在管道整体方案中，往往只列出所需的材料。从而管道排布的合理性和所需管道材料具体数量的准确性难以保证，更加难以满足海外项目施工设计的要求，从而对项目成本、管道实际运行效果以及设备走出过门的国际化进程造成不利的影响。本文介绍了火电厂三维小管道设计的背景和研究的环境条件，对管道的布置方案进行了分析，对火电厂的小管道设计具有一定的参考价值。

小管道布置 PDMS三维平台 布置方案

1　概述

由于国内火电市场逐渐萎缩，勘察设计的费用大大降低，为了扩大企业的生存空间，海外市场成为电企发展的重要方向。而在国内传统设计中，通径小于80毫米的管道只需标出起始点，估算安装材料并注明安装要求，布置设计过于简单，难以满足国外按图施工的要求，同时，由于设计不充分，经常出现由于布置不合理，没能达到热膨胀要求而在运行中造成管道变形；另外一些管道布置杂乱，占用人行通道，影响工作人员通行，甚至出现由于布置不合理而造成二次施工的现象发生。现今根据实际需要，企业的三维设计能力已经成为企业的核心竞争力，进行小管道布置的设计，提高项目管道设计的三维精细化水平，已经成为企业提升竞争优势的重要举措。

2　小管道三维布置设计策略的研究环境

三维设计平台是技术人员在软件环境中进行方案设计规划，并用对应比例的原件模型对现场环境进行模拟的设计手段，其具有直观可视化的特点。随着计算机技术和三维制图软件的不断发展，三维方案设计的功能逐步完善，完全达到了设计模型和现场环境的完全一致的水平，从而使管道设计方案可以直接用于现场施工。由于风道和风管设计软件的引入，从三维模型库中直接调用方管安装图成为现实，另外电缆桥架的三维设计，以及电气电缆敷设的模拟设计；加上现场建筑结构的同时更新，使整个电厂的安装效果可以直接呈现在眼前，整个电站的设计具备了三维协同设计的条件。在这些技术条件下，小管道的三维设计终于成为了可能。

3　小管道三维PDMS布置方案分析

作为小管道集中安装的主厂房是方案研究的重点部分，应用PDMS三维设计平台，将小管道的安装布局设计的科学、美观且易于施工操作。首先应根据小管道的分布情况，参考相关规定和现场施工经验进行布置原则的制定；然后根据布置原则设计小管道三维布局的设计方案；最终参照三维PDMS设计平台的特点分析小管道三维布局设计流程。［1］

3.1小管道三维布局原则的制定

主厂房的小管道主要用于放水、放气、密封水、冷却水、压缩空气等，其遍布整个厂房，尤其在汽轮机和加热器附近更为集中。在安装施工进行前应首先了解现场的施工空间，进行管道走向示意图的绘制，计算出材料用量之后进行采购安装。根据相关规定，管道的布置应兼顾美观、节省材料、方便施工以及便于操作检修等要求，同时小管道的布置应根据管道的分布和介质特性，就近分层分区域集中排布，从而使小管道的排布有序且尽可能节约空间。

3.2小管道三维布局方案的确定

依靠PDMS三维设计平台，依据小管道的布置原则，形成管道的模块化设计方案。［2］

（1）汽轮机本体部分疏水和轴封管道可在汽轮机机头的中间层和底层集中布置，剩余部分可在主管道下方和其他疏水管道组合布置。

（2）凝结水泵的冷却和密封水管可在底层水泵坑栏杆附近集中布置。

（3）加氧器和除氧器周围的管道应在设备两边或锅炉边进行布置，并且可以和附近的给水和凝结水管联合排布。

（4）7#和8#附近放水管和放气管可在凝汽器前水室两边的孔洞边或汽轮机基座柱附近排布。

（5）顶轴油系统的阀门站可按照高低压的区别在设备附近安装。油净化系统阀门也应在设备附近就近安装。

（6）锅炉燃油管道阀门可在炉侧运转层布置，环管在板下设置。

（7）其他分散的水管管路可以与主管平行以旁路的形式排布。

根据以上方案，可缩短管道路径避免交错布局，还可以避免U形弯出现，并且有效的减少了管道支撑的数量，使工程成本大大降低。

3.3小管道三维设计流程

参考近年来PDMS三维设计应用的实践经验，并结合电厂方案设计流程，得出小管道的布局设计流程：（1）确定放水、放气点；（2）小管道烦闷三维布局设计；（3）小管道三维布局规划调整；（4）小管道应力计算分析；（5）小管道三维详细设计出图。

在开始设计施工图时，应根据初始模型，应用三维设计平台按照实际坡度直接进行大管道三维布局设置，以尽快确定小管道的接口位置，然后由设计人员按照已经确定的管道位置，根据设计原则进行小管道位置设计，当大管道的设计大部分已经完成以后，开始对小管道三维设计进行计算、出图。［3］

4　结语

小管道的布置看似简单，但却直接影响了电厂的管道布局的外观、质量和实际运行维护，同时也极大的影响了人们对工程效果的整体评价。遵照就近安装的设计思路，遵守相关规程、规范，依据科学的设计流程，进行整体规划、科学布局，从而使小管道的设计达到布局合理、补偿良好、疏水通畅的目的，同时管道的排布集中、整齐、美观且易操作。借助三维设计平台完美的实现了小管道的三维布置。小管道的三维布置设计，一方面有利于系统的整体规划，满足了现场按图施工的要求，另一方面节约了材料成本和施工成本，使整个项目的综合效益大大提高。

［1］徐庚，黄太安，高凤龙.利用PDMS 软件三维设计平台进行配管加工设计新方法探讨［J］. 化工设备与管道，2011，（2）：37-40.

［2］刘国文.小口径管道现场设计［J］.科技视界，2012，（15）：193-195.

［3］付松源.关于火电厂小口径管道二次设计的探讨［J］.黑龙江科技信息，2012，（1）：31-33.

马剑（1981—），男，山西临汾人，工程师，火电厂设计，冯宁（1981—），女，宁夏石嘴山人，工程师，火电厂设计。