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)字化轉型領域實現(xiàn)重大飛躍的基礎設施典范——煙臺萬華化學的海水淡化項目。該項目不僅成功應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”的先進設計理念，成功入圍了2024基礎設施數(shù)字化光輝大獎賽，樹立了海水淡化工廠數(shù)字化創(chuàng)新的標桿。接下來，就讓我們深入剖析這一項目，見證數(shù)字化如何在海水淡化領域綻放異彩！
項目背景：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%。幸運的是，煙臺擁有得天獨厚的海洋資源優(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特的機遇。
萬華化學（蓬萊）有限公司30萬噸/天海水淡化項目坐落于東方神話發(fā)源地—煙臺市蓬萊區(qū)。項目建成投產后（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)生產用水問題。同時還將向煙臺市生活管網供水，保障煙臺市源源不斷的淡水資源供應。
這還是一個綠色低碳智慧海水淡化工廠。本項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現(xiàn)全廠區(qū)、全流程無人值守的運行方式，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，這樣一個標桿智能工廠項目的設計建造卻面臨多方面的挑戰(zhàn)：
嚴苛的地質與施工環(huán)境
海邊的地質條件差，埋地管道、架空電纜和復雜的管線布局，增加了設計和施工的難度。如何克服復雜的地形與管道布局，確保施工順利進行，是一個大挑戰(zhàn)。
新工藝的應用與設備協(xié)調難題
該項目采用了串級海水淡化新工藝，涉及復雜的工藝流程和大量非標設備，如何協(xié)調這些設備與系統(tǒng)，確保工藝流程順暢高效，是項目設計中的另一個難題。
全廠BIM協(xié)同設計的復雜性
該項目首次采用全廠BIM協(xié)同設計，涉及10個專業(yè)團隊的參與，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)團隊之間數(shù)據(jù)的準確交換和設計的順利對接，成為一大挑戰(zhàn)。特別是，在海水淡化工藝中涉及大量非標設備和復雜的工藝流程，如何在BIM平臺上整合這些信息，并進行有效的協(xié)同，是項目初期的一大難題。
數(shù)字化創(chuàng)新，推動高效實施
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有限公司以Bentley平臺為基礎，自2021年開始系統(tǒng)研究海水淡化廠BIM設計實施體系，解決了BIM建模、BIM出圖、BIM算量、BIM分析計算、BIM設計協(xié)同及設計數(shù)字化交付等BIM實施問題。根據(jù)不同專業(yè)設計需要，構建了項目BIM實施體系，解決BIM設計質量、效率和技術場景等問題。
在本項目中，項目團隊全程貫徹了“標準是支撐、模型是基礎、協(xié)同是關鍵、數(shù)據(jù)是核心”的設計理念。
各專業(yè)設計過程中統(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、設計復核、設計審查和設計成果交付，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)轉換插件，從而實現(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)的準確性和一致性。
對整個廠區(qū)地坪進行建模，采用OpenPlant軟件建立各專業(yè)管道、設備模型，利用ProjectWise協(xié)同平臺進行各專業(yè)模型總裝，并進行管道碰撞檢查，保證各專業(yè)管道路由更加合理，減少后期施工修改。
BIM技術的應用效果：提升效率、保障安全
2022年12月至2023年12月間，組織生產人員近60人，另配備10名專職BIM技術研究人員，他們全力以赴地投入到項目設計建造中，最終帶來了顯著的效益：
提高協(xié)同效率
各專業(yè)團隊通過ProjectWise平臺實現(xiàn)數(shù)據(jù)共享和模型協(xié)同，設計效率提升了70%。整個項目的設計工作實現(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。
縮短設計工期
采用統(tǒng)一的建模標準，基于dgn格式進行模型檢查和碰撞檢測，使得設計周期縮短了50%以上，快速推進了項目的整體進度。
提高設計質量
BIM技術提前發(fā)現(xiàn)了247處設計優(yōu)化點，并及時優(yōu)化，降低了工程浪費，節(jié)省了10%的材料成本。同時，通過全廠BIM模型與業(yè)主方進行設計優(yōu)化，提升了項目的長期運營效果，減少了二次改造需求，設計質量提升了80%。
保障系統(tǒng)的安全性
項目采用OpenFlows HAMMER對高壓管道進行水錘計算分析，采用AutoPIPE對高壓管道進行應力分析，優(yōu)化支吊架布置，保證系統(tǒng)在投入運行后的安全性與可靠性。
信息共享與優(yōu)化
在設計、施工和運營階段，項目團隊積極與業(yè)主方、施工方共享模型數(shù)據(jù)，充分考慮后期運維，避免了重復建設和資源浪費，也為未來的數(shù)字化智慧海水淡化廠奠定了基礎。
結語：數(shù)字化驅動海水淡化未來
煙臺萬華化學海水淡化項目的成功實施，充分展示了數(shù)字化技術如何賦能基礎設施建設、推動綠色低碳轉型的范例。讓我們一起期待，在數(shù)字化與綠色技術的加持下，更多的海水淡化項目將為全球水資源的可持續(xù)利用貢獻更多智慧與力量！
