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【综合】撷光取热 破浪扬帆—摩洛哥努奥三期光热电站设计纪实
来源:西北电力设计院有限公司 作者:樊涛 张先扬 日期:2018-11-05 访问次数: 字号:[ ]

  

近日,“北非花园”摩洛哥再传捷报,规划设计集团西北院勘察设计的努奥三期光热电站圆满完成10天可靠性运行,胜利投运近在咫尺! 

  努奥三期项目位于摩洛哥东南部的瓦尔扎扎特市,装机容量150兆瓦,具有7个小时储热能力,是目前全球单机容量最大的塔式熔盐光热电站。该项目投产后将为当地带来大量稳定的清洁电能,有力改善当地能源匮乏的困境。2015年5月,西北院正式开展努奥三期项目的全厂土建、发电单元及辅助系统的勘察设计工作,通过开展多项技术创新和设计优化,克服了项目设计范围广、协同作业多、规范差异大、借鉴经验少等诸多难题,交出了一份完美的答卷。

  协同设计“铸”精品

  根据工作分工,努奥三期项目需要与西班牙SENER公司开展联合设计,于是设计单位之间、各个专业之间如何良好地协同设计就成为制约工程设计质量、工作效率的关键所在。

  “在努奥三期项目中,我们通过协同设计平台,发挥其高效、准确、实时的数据流转优势,实现了与西班牙公司的协同设计,有效提升了工程设计工作的质量和效率。”西北院副总工程师阎欣军为了做好协同设计工作,多次深入一线调研,并协调相关单位和部门,针对该项目建立了实时、平行、完整的跨地域三维设计模型,首次共同使用了同一套管道等级库及元件库,实现了与西班牙公司的全球协同设计。

  事实上,与西班牙公司开展协同设计并非一帆风顺。设计伊始,双方的设计接口问题就给热机专业主设人苑晔带来了极大困扰。苑晔介绍到:“从设计分工来看,我们与西班牙公司的设计交叉并不多。对于工作温度较低、管径较小的工艺管道来说,多数不需要或者很容易通过设定边界条件进行应力分析,所以两家单位在设计时可以做到互不干扰。但是,对于工作温度高、管径大的四大管道来说,必须将另一方设计范围内的管道带入己方的计算模型才能避免出现设计错误或者较大的误差。”因此,几经磨合,双方互相提供了管道布置和支吊架设计方案。一旦发生较大的设计修改,双方都会及时更新提资并通知对方,顺利解决了设计接口的配合问题。

  “除了热机专业以外,电气、土建、热控、供水、暖通等各个专业均需在PDMS设计环境中建立三维模型进行协同设计。”努奥三期项目的设计总工程师樊涛博士说,“常见的构件碰撞问题在这种模式下就可以很好地避免。例如,贯穿吸热塔底部和顶部的电梯。由于电梯要穿越塔内的多层钢结构平台、管道、电缆桥架,各专业间的构件干涉和碰撞的情况时有发生。通过多专业的协同设计,使用模型碰撞检查功能,一一检测碰撞点,并针对每处碰撞点,相应地进行方案修改,电梯碰撞与构件碰撞的问题迎刃而解。”

  据了解,西北院还多次邀请项目业主方开展了三维模型阶段性审查。业主的参与审查,既增强了西北院与业主方的沟通,也避免了因设计无法满足业主需求而出现的返工,为建设精品工程奠定了基础。

  技术创新“树”品牌

  方兴未艾的光热项目,每向前推进一步,都要解决诸多创新难题。努奥三期光热项目,不仅镌刻下西北院人钻研探索的光辉事迹,也将该院国内光热领域设计领头羊的招牌擦的更加闪亮。

  “努奥项目的吸热塔高243米,200米以下为混凝土结构,200米以上为钢结构,是全球最高的吸热塔,也是全球首座钢~砼混合结构吸热塔。”西北院土建专业主任工程师李红星博士说。

  据李红星介绍,按照合同要求,吸热塔须采用美国标准设计,但又要符合当地的标准。但是吸热塔是顶部荷载达3000吨的异型结构,目前国际上并无对应的设计规范,只有美国的烟囱规范较为接近工程实际。而事实上,吸热塔因上部的吸热设备等原因而导致结构的质量分布发生突变,并且顶部质量大对于结构的抗震是很不利的,这与质量分布比较均匀的烟囱又有着明显的差异。为使设计方案更加符合工程实际,西北院进行了大量的有限元仿真分析,还专门委托中国工程院陈政清院士带队进行了吸热塔风洞实验,邀请了国际风工程协会、同济大学、浙江大学、北京大学等多位知名专家对试验方案和结果进行了审查,确保了方案和结果的客观与合理。最终,根据有限元分析和试验结果而修改完善的设计方案,顺利通过了业主方组织的各项评审。

  由于国际上光热项目投运数量少,加之国外公司技术保密,光热电站的成熟控制方案在国内处于空白状态。为此,西北院积极同西班牙公司合作,从最初的方案策划、实施过程以及逻辑图设计到后期的工厂验收试验、现场调试、机组整套试运行进行技术攻关。电控专业主任工程师袁红蕾、刘世友等人曾多次远赴西班牙就控制方案设计的原则问题、难点问题进行探讨,最终确定了理想的控制设计方案,实现了国内该技术领域零的突破。

  “有一次在工厂验收试验现场,因为液位测量的补偿问题,我同西班牙工程师发生了争执。于是,我们从最初的伯努利方程开始推导公式,一人写了一页纸,结果证明两人说的都有道理。最终,西班牙工程师认为我的方法更好一些,采纳了我的观点。”热控专业工程师刘新龙笑着回忆,“因为这事,我们不打不相识,变成了好朋友,至今都保留着对方推导公式的那张纸。在后来的合作中,双方的交流沟通也越来越顺畅……”

  用心服务“赢”口碑

  蓝图变现实,离不开完美的设计,离不开精准的施工,也离不开将两者紧密联系在一起的纽带——设计工代。他们通过技术交底,将设计意图落实到施工中;通过信息反馈,为现场的问题寻求解决方案。他们让设计、施工双方的交流变得务实而高效。

  “纸上得来终觉浅,绝知此事要躬行。我来西北院三年了,还是个‘资浅’设计师。我希望通过现场工代,用自己真诚的服务,推动努奥项目尽快地建成,让自己变得会设计、懂施工,全面提升自己的工作能力。”工代组长王海霞是一个乐观开朗的女孩子。夏季的摩洛哥,太阳如巨大的火球烘烤着大地,下午三点的温度更是超过了40℃。在这样的恶劣条件下,她无惧日晒和高温,始终坚持在施工第一线,为更快加速地解决现场施工问题而尽心竭力。

  “工代要扮演好两个角色:解码器和传声筒。解码器就是要将设计意图全部解析给施工单位,传声筒就是要将双方意见及时准确地送达对方。当好努奥三期项目的工代可不容易呢!”电气专业工代刘家辰总结工作时说,“由于该项目设计理念和方案都是全新的,我们只好加班加点先自行研究学习,以防解析图纸时闹笑话。另外,工程所在地与国内时差达七个小时,作息时间几乎完全颠倒,而且当地网络信号差,我们只好见缝插针、争分夺秒地反馈双方信息,每一次的联系因此都显得那么的珍贵……”

  王海霞、刘家辰两人的故事只是西北院优秀工代服务的一个缩影。这群年轻的工代同志们,他们用敬业的态度履行了西北院“始终以客户为中心,迅速响应客户的需求,为客户提供个性化的、持续的优质服务”的服务理念,用辛勤的汗水让自己的青春之花在异域他乡绽放的愈加艳丽。他们吃苦耐劳、认真负责的精神也得到了业主方、监理方和施工方的高度认可,业主方还特地为此发来了感谢信。

  建设有国际竞争力的综合型工程公司,是西北院人不懈的追求。在追求理想的道路上,因为有了这样一支团结协作、勇于创新的设计团队,西北院才创造了无数的“行业领先”;因为有了这样一群甘于奉献、勇于拼搏的工代,西北院国际化的脚步才迈得“行稳致远”!

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