Исполнительная съемка методом лазерного сканирования и моделирование трубопровода горячего промперегрева блока 800 МВт Пермской ГРЭС

Специалисты инженерной компании «НГКИ» выполнили масштабный проект по проведению исполнительной съемки методом наземного лазерного сканирования и построению высокоточной трехмерной модели трубопровода горячего промперегрева блока 800 МВт на Пермской ГРЭС. Данные работы были произведены по заказу проектного института, разрабатывающего проект реконструкции Пермской ГРЭС.

Пермская ГРЭС построена в период с 1980 по 1990 годы и расположена в Пермском крае, в 70 километрах от краевого центра, на левом берегу Камского водохранилища, недалеко от города Добрянка. Пермская ГРЭС является ведущим поставщиком электрической и тепловой энергии в Уральский и Приволжский регионы, а также одной из самых мощных тепловых электростанций в Европе: установленная мощность станции составляет 2400 МВт — её обеспечивают три паросиловых энергоблока мощностью по 800 МВт каждый.

Некоторое время назад было принято решение о реконструкции и модернизации Пермской ГРЭС, и разработкой этого проекта занимается проектная организация «УралТЭП». Так, в 2015 году планируется пуск в эксплуатацию четвертого блока станции (ПГУ-800), что позволит увеличить её проектную мощность до 3200 МВт — выполнение данной задачи должно призвано покрыть рост энергопотребления в регионе. Кроме того, на электростанции запланирована замена целого ряда устаревших и отслуживших свой век трубопроводов, узлов, агрегатов, в том числе трубопровода горячего промперегрева блока 800 МВт. Для целей подготовки проекта реконструкции трубопровода горячего промперегрева проектировщикам понадобилась подробная и точная трехмерная модель в формате PDMS, построение которой было поручено инженерной компании «НГКИ».

Трехмерное лазерное сканирование выполнялось с помощью высокоточной фазовой сканирующей системы. Общее количество станций (точек стояния 3D лазерного сканера) составило 182. Результатом полевого этапа работ явилось сшитое облако точек, содержащее около 1,7 миллиарда единичных измерений. Геодезическая привязка производилась тахеометром с 32 точек хода. Полевые работы выполнялись в течение 15 дней бригадой из четырех специалистов.

Выполнение полевых работ на Пермской ГРЭС осложнялось рядом обстоятельств:
— повышенная стеснённость и большая насыщенность данного объекта технологическим оборудованием постоянно ограничивали видимость сканируемых элементов с мест установки сканера, что в значительной степени затрудняло процесс сканирования и увеличивало число сканов;
— съемочные работы производились в условиях действующего производства, относящегося к категории «опасный производственный объект»; имели место сильные вибрации и биения, повышенные температуры (до 70°С);
— вертикальная протяженность объекта составляла свыше 80 метров, и по всей этой длине трубопровод проходил через 8 этажей здания ГРЭС с очень ограниченными зонами видимости между этажами, что значительно осложнило создание опорной геодезической сети, необходимой для привязки сканов в единую систему координат.

С самого начала проект реконструкции трубопроводов Пермской ГРЭС ведется в системе AVEVA PDMS. Программные решения AVEVA сопровождают данный объект на протяжении всего жизненного цикла: от разработки технологической части и компоновки объекта в 3D модели с выпуском рабочей документации до его ввода в эксплуатацию, ремонтных работ и модернизации, а также вывода из эксплуатации. Кроме того, PDMS включает в себя специальный модуль для работы с облаками точек, полученных в результате использования систем лазерного сканирования. Этот модуль дает возможность работать с трехмерными объектами «как построено», делая этим процесс проектирования интуитивно понятным и наглядным.

На камеральном этапе производилась обработка цифровых данных, полученных в результате трехмерного лазерного сканирования, и 3D моделирование. Эти работы были выполнены двумя специалистами за 28 дней. Моделирование выполнялось в формате PDMS и в масштабе 1:1 методом вписывания в облако точек векторных примитивов. Сильно деформированные части трубопроводов моделировались поверхностями с последующим преобразованием в твёрдые тела (Solid). Кроме самих трубопроводов, моделировались: элементы подвесов трубопроводов, металлоконструкции крепления подвесов и опор трубопроводов, а также врезки и все видимые элементы КИП трубопровода. В результате моделирования была создана детальная 3D модель объекта, соответствующая оригиналу с высокой точностью.

В результате выполненных работ были получены и переданы Заказчику следующие материалы:
— точечная 3D модель объекта с прилежащими конструкциями и оборудованием, находящимися в радиусе 3 метра (итоговое облако точек состоит примерно из 430 миллионов единичных измерений и представлено в формате IMP);
— подробная 3D модель в формате AVEVA PDMS, содержащая около 1200 элементов объекта;
— технический отчёт.

Со статьей «Высокоточная съемка методом лазерного сканирования и 3D моделирование промышленных объектов», опубликованной в журнале «САПР и графика» (июнь 2010 года) и посвященной проекту, который был выполнен нашей компанией на Пермской ГРЭС, вы можете ознакомиться в разделе «Публикации».

Компания «НГКИ» производит обмерные работы и инженерные изыскания на объектах промышленности и энергетики с использованием технологии наземного лазерного сканирования, которое позволяет существенно сократить затраты на получение точной и актуальной информации об объекте, а также быстро и точно определить фактические размеры и реальное расположение строительных конструкций и монтируемого оборудования, наложить результаты измерений на проектную трехмерную модель объекта и выявить любые отклонения от существующих проектных значений. 
Обмерные работы и инженерные изыскания на объектах промышленности и энергетики являются одними из основных видов деятельности «НГКИ».