近日,中国神华产权所属惠州电厂二期四套机组168小时满负荷试运行圆满成功,标志着基于国产BIM的数字化示范工程全面建成。项目建设的两套9F级改进型燃气-蒸汽联合循环机组,通过设计优化和技术创新专题攻关,能源综合利用效率达到75.5%,机组主要指标达到国内同类型机组领先水平。
惠州电厂二期数字化集控室
洞见国产BIM磅礴之势
探索数字能源未来之美
2022年,国家能源集团提出和推动国产BIM技术创新应用于发电工程领域,旨在打破传统基建方式,实现基于数字化技术的设计和施工管理模式,解决国产BIM核心技术问题,对推动发电工程数字化建造具有里程牌意义,是发电领域工程建设史上的一件大事。
公司坚定扛起“国产BIM”和“数字化”双示范建设的政治责任和使命担当,把国产BIM技术的先行先试作为“天字号”工程,以惠州电厂二期2×500MW燃机新建工程建设为载体,以BIMBase平台为基础,项目植入“数字基因”,利用数字化技术赋能“智能建造”,推进能源与数字技术深度融合,打造能源“数智高地”。
两年里,惠州电厂二期项目成功实现了基于国产自主可控BIM的发电工程数字化关键技术研究与工程示范,填补了国产BIM技术在发电工程领域应用的空白,成为依托重大项目建设推动智能建造技术升级的典范。
以数赋能·价值创造
1
设计阶段——全专业可视化协同设计
在国家能源集团的BIM信息规范指导下,实现全专业可视化协同设计。首创渐进式数字化交付,实现交付数据“设计—基建—运维”阶段式有序传递,为全寿期数字化应用奠定坚实基础。
▲设计管理BIM化:利用BIM开展碰撞检查、结构化数据提资、抽取清单、一键出图等应用,整体出图时间减少20%,实现现场主要管道零碰撞。验证了设计管理BIM化的有效性和实用性,显著提高了项目的设计效率和质量,提升了现场施工安装效率和进度。
▲交付管理BIM化:在“初可研—可行性研究—初步设计—施工图设计”阶段,共交付设计信息478册、施工信息4931册,利用渐进式交付确保设计和施工信息与BIM模型紧密关联,切实提高信息查询效率和质量。
2
施工阶段——全要素智慧化工程管理
依托国产BIM数字工程全要素管控平台,实现了“人、机、料、法、环、测”全要素数字化管理,全面掌握工程“过去”,清楚工程“现状”,预知工程“未来”。
▲安全管理BIM化:通过BIM模型直观显示风险点和属性信息,使现场安全状态实现可视化,帮助管理人员及时发现消除隐患问题,确保全时段安全态势可控在控。
▲质量管理BIM化:通过数字化技术将质量管理数据信息与BIM模型挂接,重点实施金属焊接质量管理BIM化管控,实现焊口一次合格率99.7%。
▲进度管理BIM化:进行设计进度和施工进度偏差分析,实现了基于BIM的综合进度预警,按期打通电力送出、燃气管线、供热管网等厂外工程。三套机组从首次点火吹管到168小时满负荷试运成功用时仅27天23小时53分,创造了在粤同类型机组最短调试用时纪录。
▲造价管理BIM化:树立“高质量招标可以降造价”的理念,采用全流程数字化流程管控,通过打捆招标、市场调研、限价管控、专项设计优化和优化施工方案等方式共节约造价成本约2%。在双机投产后,18分钟内实现了工程财务的“投产即决”目标,成为集团首个“一键即决”竣工财务决算的燃气项目。
3
运营阶段——全过程智能化生产运营
以智能发电控制平台为基础,集成智能传感、执行、控制和管理等技术,成功打造“无人巡检、少人值守、黑屏运行”的智能电站示范试点。
▲智能预警:通过参数软测量、能量计量等6项智能分析,实现品质评估、性能监控在内的6项智能监盘,以及滋扰报警抑制、报警根源分析等6项智能报警功能,共部署300多个智能预警算法,可对30多个设备进行健康度在线评价。
▲智能诊断:基于“机理+数据+知识库”的混合驱动故障识别技术和自适应动态阈值算法,通过预训练模型进行设备故障诊断,实现常见故障识别覆盖率100%,智能报警准确率95%以上。
▲智能控制:采用先进过程控制(APC)和智能控制(ICS),结合指令自仿真技术优化改进APS2.0,实现柔性控制,构建智能运行交互助手,实现重大试验、典型操作及定期工作的全程无人工干预。
▲智能运行:以安全容错控制和全程自主决策为两大主线,实现40多项故障自恢复和6大项运行自趋优功能,机组168小时试运行期间有效操作低于100次,投产即达行业最高水平。试运行期间发电标煤耗216.36g/kWh,低于广东省同类型机组标煤耗,经济效益优势明显。
以智提质·成果引领
“七个一”目标:坚持“制定标准+系统研发+试点示范+推广应用”工作思路,以数字化赋能电力工程项目建设。
01
建立一套标准体系
引领发电工程BIM化发展方向
发布1本发电工程信息模型交付规范、3本发电工程信息模型数据规范、4本发电工程BIM应用导则,5份研究报告以及1本《电力建设火力发电工程智慧工地技术标准》。
▲打通了全流程BIM数据流通壁垒,为国产BIM的应用提供可靠依据和标准。
02
研发一个基础建模软件
推进BIM软件国产化进程
开展国产BIMBase图形引擎调优,完成发电厂模型测试及性能优化,建立拥有5万余个元件的元件库及发电工程通用设备库。
▲支撑发电工程国产BIM软件生态建设,引领国产自主可控BIM软件发展。
03
创建一个全过程应用平台
融合全生命周期数据要素
横向打通各个业务数据,促进BIM模型在设计、施工、运营全生命周期管理与应用。
▲实现数字化成果的归集和施工建设管理,提升企业全过程、全要素的管理水平。
04
构建一批典型应用场景
指导发电工程智能化建造
以燃气发电工程基建为试点,完成了二三维联动、设计审查、碰撞检查、设备拆解、施工进度模拟、施工工艺模拟等23个典型场景BIM应用。
▲为发电工程数字化实践提供了生动样本,推动了智能化建造。
05
形成一批知识产权
服务公司科技创新能力建设
申报受理34项发明专利、28项实用新型专利,获得38项软件著作权,发表学术论文15篇。
▲积累了具有集团自主知识产权的国产BIM核心技术。
06
培养一支复合型BIM人才
推动发电行业数字化持续发展
1人获得国家能源集团科技创新先锋称号,4 人获得电力行业科技创新高层次人才称号,1 人获得全国设备技术能手称号,1人获得CAA年度优秀热控工程师,5人入选“三支队伍”国能匠苗库。
▲通过科技项目和工程建设,全方位、多元化培育了懂业务、懂管理、懂BIM的三支人才队伍。
07
收获一批荣誉奖项
持续扩大集团公司社会影响力
◆荣获“两项国际领先”+“一项国际先进”科学技术成果
——2024年1月,“燃气电站乐见数字孪生平台研发与应用”项目通过了中国电力企业联合会组织的科技成果鉴定,项目成果鉴定为整体达到国际领先水平。
——2024年4月,“基于国产 BIM 的发电工程数字化关键技术研究”通过了中国电力企业联合会组织的科技成果鉴定,项目成果鉴定为整体达到国际领先水平。
——2024年9月,“基于国产BIM的数字工程全要素管理系统平台研发与应用”通过了中国电力企业建设协会组织的科技成果鉴定,项目成果鉴定为整体达到国际先进水平。
◆获奖项省部级奖项6项、行业协会奖项17项
——2023年,获评工信部2023年物联网赋能行业发展典型案例。
——2024年,成为国务院国资委中央企业BIM创新联合体重点任务牵头单位。
◆荣获“双示范”+“双一等奖”
在惠州电厂二期两套机组168小时满负荷试运行期间,1个月内斩获国产BIM、数字化“双示范”的“双一等奖”,展现了广东公司走在前列的实力担当。
▲2024年9月27日,项目成果《基于国产BIM的全寿期智能电站建设及应用情况》获中国电力建设行业首届电力建设BIM大赛一等奖。
▲2024年10月18日,南粤雄狮AI战队-数据国能先锋队作品《基于机理-数据-知识混合驱动的智能监盘AI助手》获“国家能源杯”首届数字化技能大赛人工智能应用赛道一等奖。
▲获第二届“光华杯”智慧园区专题赛二等奖、南部大区一等奖、全国总决赛创新示范奖,惠州电厂成为大亚湾首家“双千兆全光网”应用单位。
▲获中国节能协会热电产业委员会热电企业数智化转型技术创新特等奖,惠州电厂获评“基于国产BIM的数字化示范基地”。
▲获2024年全国电力行业工程建设管理创新成果特等项目、设备管理创新成果一等奖,在中国设备管理协会同时获工程建设和设备管理奖项。
▲获通信产业金紫竹奖、第六届“绽放杯”5G应用征集大赛标杆项目,惠州电厂成为大湾区首家发电领域5G全连接工厂。
数实融合·赋能未来
过去两年,惠州电厂二期工程以洞见国产BIM的磅礴之势,积极推进国产BIM技术在发电工程全生命周期中的应用,成功实现国产BIM技术从电网到发电领域的跨越式发展,解决发电领域BIM核心技术的“卡脖子”问题,树立了国产BIM技术应用的新标杆,引领从传统建设到数字化建造的新方向,提供数字化转型的“广东样本”,托举起企业高质量发展的“中国芯”。
探索数字能源未来之美,惠州电厂将持续在国家能源集团“一个理念、三紧三非、一个扛起”的科技创新战略中开创新局、再立新功,在“两端发力、一个重塑”的新路径中打造“BIM+”引擎的国能新质生产力,在助力中国式现代化的广东篇章中交出一份满意的国能答卷,在网络强国和数字中国建设的新征程中,加“数”向未来迈进。
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