讓我們共同踏上一場探索之旅，聚焦一個在綠色低碳與數(shù)字化轉(zhuǎn)型領(lǐng)域?qū)崿F(xiàn)重大飛躍的基礎(chǔ)設(shè)施典范——煙臺萬華化學(xué)的海水淡化項(xiàng)目。該項(xiàng)目不僅成功應(yīng)對了煙臺市面臨的水資源緊缺挑戰(zhàn)，更以其“黑屏操作、無人值守”的先進(jìn)設(shè)計理念，成功入圍了2024基礎(chǔ)設(shè)施數(shù)字化光輝大獎賽，樹立了海水淡化工廠數(shù)字化創(chuàng)新的標(biāo)桿。接下來，就讓我們深入剖析這一項(xiàng)目，見證數(shù)字化如何在海水淡化領(lǐng)域綻放異彩！
項(xiàng)目背景：黑屏操作、無人值守的海水淡化工廠
煙臺市，位于中國山東省東部，是一個美麗的海濱城市，但卻面臨著嚴(yán)重的水資源短缺問題。煙臺的年降水量僅為全國平均水平的60%，而且全市人均水資源占有量僅為全國平均水平的20%。幸運(yùn)的是，煙臺擁有得天獨(dú)厚的海洋資源優(yōu)勢。1071公里的海岸線帶來了豐富的海水資源，這為海水淡化提供了獨(dú)特的機(jī)遇。
萬華化學(xué)（蓬萊）有限公司30萬噸/天海水淡化項(xiàng)目坐落于東方神話發(fā)源地—煙臺市蓬萊區(qū)。項(xiàng)目建成投產(chǎn)后（一期）可為蓬萊提供9000萬噸/年的淡水資源，有效解決整個工業(yè)園區(qū)生產(chǎn)用水問題。同時還將向煙臺市生活管網(wǎng)供水，保障煙臺市源源不斷的淡水資源供應(yīng)。
這還是一個綠色低碳智慧海水淡化工廠。本項(xiàng)目采用自動化黑屏操作系統(tǒng)，通過高度智能化的程序編寫及硬件配置來實(shí)現(xiàn)全廠區(qū)、全流程無人值守的運(yùn)行方式，為中國首家采用黑屏操作的海水淡化工廠。它還有效利用建筑物屋頂空間布置8000平米光伏板，使用綠色電力，減少二氧化碳排放量3萬噸。
面臨的三大挑戰(zhàn)
但是，這樣一個標(biāo)桿智能工廠項(xiàng)目的設(shè)計建造卻面臨多方面的挑戰(zhàn)：
嚴(yán)苛的地質(zhì)與施工環(huán)境
海邊的地質(zhì)條件差，埋地管道、架空電纜和復(fù)雜的管線布局，增加了設(shè)計和施工的難度。如何克服復(fù)雜的地形與管道布局，確保施工順利進(jìn)行，是一個大挑戰(zhàn)。
新工藝的應(yīng)用與設(shè)備協(xié)調(diào)難題
該項(xiàng)目采用了串級海水淡化新工藝，涉及復(fù)雜的工藝流程和大量非標(biāo)設(shè)備，如何協(xié)調(diào)這些設(shè)備與系統(tǒng)，確保工藝流程順暢高效，是項(xiàng)目設(shè)計中的另一個難題。
全廠BIM協(xié)同設(shè)計的復(fù)雜性
該項(xiàng)目首次采用全廠BIM協(xié)同設(shè)計，涉及10個專業(yè)團(tuán)隊(duì)的參與，專業(yè)跨度大，且不同專業(yè)使用的軟件工具不同。如何保證各專業(yè)團(tuán)隊(duì)之間數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確交換和設(shè)計的順利對接，成為一大挑戰(zhàn)。特別是，在海水淡化工藝中涉及大量非標(biāo)設(shè)備和復(fù)雜的工藝流程，如何在BIM平臺上整合這些信息，并進(jìn)行有效的協(xié)同，是項(xiàng)目初期的一大難題。
數(shù)字化創(chuàng)新，推動高效實(shí)施
這些挑戰(zhàn)難不倒數(shù)字化創(chuàng)新先鋒。北京首鋼國際工程技術(shù)有限公司以Bentley平臺為基礎(chǔ)，自2021年開始系統(tǒng)研究海水淡化廠BIM設(shè)計實(shí)施體系，解決了BIM建模、BIM出圖、BIM算量、BIM分析計算、BIM設(shè)計協(xié)同及設(shè)計數(shù)字化交付等BIM實(shí)施問題。根據(jù)不同專業(yè)設(shè)計需要，構(gòu)建了項(xiàng)目BIM實(shí)施體系，解決BIM設(shè)計質(zhì)量、效率和技術(shù)場景等問題。
在本項(xiàng)目中，項(xiàng)目團(tuán)隊(duì)全程貫徹了“標(biāo)準(zhǔn)是支撐、模型是基礎(chǔ)、協(xié)同是關(guān)鍵、數(shù)據(jù)是核心”的設(shè)計理念。
各專業(yè)設(shè)計過程中統(tǒng)一采用ProjectWise作為協(xié)同平臺開展數(shù)據(jù)傳遞、模型分裝、模型總裝、設(shè)計復(fù)核、設(shè)計審查和設(shè)計成果交付，保證了信息的及時性，隨時發(fā)現(xiàn)問題解決問題。
針對各專業(yè)軟件數(shù)據(jù)交換問題，積極開發(fā)數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換插件，從而實(shí)現(xiàn)各專業(yè)最終輸出文件格式統(tǒng)一為dgn，保證了數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性和一致性。
對整個廠區(qū)地坪進(jìn)行建模，采用OpenPlant軟件建立各專業(yè)管道、設(shè)備模型，利用ProjectWise協(xié)同平臺進(jìn)行各專業(yè)模型總裝，并進(jìn)行管道碰撞檢查，保證各專業(yè)管道路由更加合理，減少后期施工修改。
BIM技術(shù)的應(yīng)用效果：提升效率、保障安全
2022年12月至2023年12月間，組織生產(chǎn)人員近60人，另配備10名專職BIM技術(shù)研究人員，他們?nèi)σ愿暗赝度氲巾?xiàng)目設(shè)計建造中，最終帶來了顯著的效益：
提高協(xié)同效率
各專業(yè)團(tuán)隊(duì)通過ProjectWise平臺實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)共享和模型協(xié)同，設(shè)計效率提升了70%。整個項(xiàng)目的設(shè)計工作實(shí)現(xiàn)了高效協(xié)同，減少了信息孤島，提高了跨部門的協(xié)作能力。
縮短設(shè)計工期
采用統(tǒng)一的建模標(biāo)準(zhǔn)，基于dgn格式進(jìn)行模型檢查和碰撞檢測，使得設(shè)計周期縮短了50%以上，快速推進(jìn)了項(xiàng)目的整體進(jìn)度。
提高設(shè)計質(zhì)量
BIM技術(shù)提前發(fā)現(xiàn)了247處設(shè)計優(yōu)化點(diǎn)，并及時優(yōu)化，降低了工程浪費(fèi)，節(jié)省了10%的材料成本。同時，通過全廠BIM模型與業(yè)主方進(jìn)行設(shè)計優(yōu)化，提升了項(xiàng)目的長期運(yùn)營效果，減少了二次改造需求，設(shè)計質(zhì)量提升了80%。
保障系統(tǒng)的安全性
項(xiàng)目采用OpenFlows HAMMER對高壓管道進(jìn)行水錘計算分析，采用AutoPIPE對高壓管道進(jìn)行應(yīng)力分析，優(yōu)化支吊架布置，保證系統(tǒng)在投入運(yùn)行后的安全性與可靠性。
信息共享與優(yōu)化
在設(shè)計、施工和運(yùn)營階段，項(xiàng)目團(tuán)隊(duì)積極與業(yè)主方、施工方共享模型數(shù)據(jù)，充分考慮后期運(yùn)維，避免了重復(fù)建設(shè)和資源浪費(fèi)，也為未來的數(shù)字化智慧海水淡化廠奠定了基礎(chǔ)。
結(jié)語：數(shù)字化驅(qū)動海水淡化未來
煙臺萬華化學(xué)海水淡化項(xiàng)目的成功實(shí)施，充分展示了數(shù)字化技術(shù)如何賦能基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)、推動綠色低碳轉(zhuǎn)型的范例。讓我們一起期待，在數(shù)字化與綠色技術(shù)的加持下，更多的海水淡化項(xiàng)目將為全球水資源的可持續(xù)利用貢獻(xiàn)更多智慧與力量！
