中国冶建企业在2024“光辉大赛”中获佳绩！数字化对提升钢铁项目效能的重要性日益凸显

  2024年10月9日，基础设施工程软件公司Bentley公布了“2024 基础设施数字化光辉大奖赛”获奖名单。在这场汇聚全球顶尖基础设施数字化项目的盛会上，中国项目表现亮眼，共有6个项目从来自36个国家和地区的250个参赛项目中脱颖而出，荣获大奖。

  其中，中冶京诚工程技术有限公司凭借“BIM技术在全球首例氢冶金工程示范项目设计、施工、运维的综合应用”项目，荣获了创始人荣耀奖。这一奖项由Bentley软件公司创始人亲自选出，颁发给少数示范性项目、个人和组织，以表彰他们践行了为提高生活品质而推进全球基础设施建设的使命。

  “基础设施数字化光辉大奖赛”作为Bentley软件公司主办的年度赛事，自2004年创立以来，始终致力于表彰基础设施领域的数字化进步，覆盖全世界内的基础设施行业各个类别。2024年的颁奖典礼在加拿大温哥华举行的Bentley纵览基础设施大会上举行，独立评审团经过严格筛选，最终从12个类别的36个决赛入围项目中评选出了获奖者。值得一提的是，中冶南方工程技术有限公司的“钢铁EPC项目全过程数字化创新应用”也是决赛入围项目之一。

  这两个项目不仅展示了中国冶建企业在数字化转型方面的卓越成就，还体现了数字化技术创新应用对于提升钢铁项目效能的重要性正日益凸显。

  中冶京诚的获奖项目——BIM技术在全球首例氢冶金工程示范项目设计、施工、运维的综合应用，不仅展现了BIM（建筑信息模型）技术在复杂工业项目中的全生命周期管理能力，更是全球首次将BIM技术深度应用于氢冶金这一前沿领域，为实现钢铁行业的碳中和目标提供了宝贵的技术路径和实践案例。

  从2021年5月10日开工建设，到2022年12月16日全线建成贯通，由中冶京诚总体设计的河钢集团张宣科技氢能源开发和利用工程示范项目为世界氢能综合利用解锁了新应用场景。该工程在全球首次采用了以焦炉煤气为还原气体的高压竖炉零重整氢冶金技术，工艺气体中氢碳比高达8∶1以上，产品——绿色高纯直接还原铁金属化率达到94%以上，达到国际一类标准；比同等高炉长流程生产每年减少二氧化碳排放达80万吨，减排比例达到70%。这是氢冶金核心关键技术创新的重大突破，是中国钢铁史乃至世界钢铁史上由传统“碳冶金”向新型“氢冶金”转变的重要里程碑，引领钢铁行业迈入“以氢代煤”冶炼“绿钢”的时代。

  图为中冶京诚“BIM技术在全球首例氢冶金工程示范项目设计、施工、运维的综合应用”项目

  在接受《中国冶金报》记者正常采访时，中冶京诚工程数字化中心主任张鹤详细的介绍了该项目的数字化技术应用情况。他指出，该项目的主要思路是以自动化、信息化、数字化、智能化为指导路径，以数字孪生成熟度模型为评价标准，构建全球首例氢冶金智能应用，实现涵盖全工艺流程、全生命周期、全业务系统的智慧化管理。

  该项目涉及跨学科、多领域的协作与创新，设计难点涵盖基础理论、工艺技术、工程设计、工程标准、技术经济、环保以及工期等多个角度，主要面临三大挑战：一是工艺技术先进，设计水平要求高：氢冶金工艺涉及新技术、新装备、新流程，技术涉及跨行业、跨领域、跨专业、跨学科。项目包含5大区域、10大系统、25个单元工序，工艺极其复杂，且要求最大化利旧原高炉场地设施，平面布置受到极大约束。二是工程设计安全要求高：项目是全球首次尝试以富含60%氢气的焦炉煤气作为冶金还原气的大规模应用项目，保障富氢气体储配和氢还原安全生产极具挑战性。三是协同设计管理要求高：项目打破传统钢铁工程设计流程与专业分工，设计周期短且工作量大，29个设计专业交叉设计，设计管理和专业协同难度极大。

  “对于这一个项目而言，实现工艺的核心装置是氢基竖炉。该装置位于一个120多米高的钢结构塔架内，需安装近2000台设备，涵盖9大介质系统，周边配套建设涂覆装置、上料装置和成品运输、储存装置等，整体结构相当复杂。虽然我们缺乏相关经验，但这些年积累的三维数字化设计经验为咱们提供了有力支持。在项目实施过程中，我们逐渐掌握了如何利用数字化优势，以更好地推动项目落地。”张鹤表示。

  “数字化技术让我们实现了方案的精准设计优化和与现有厂区的更好融合，从而确保了项目的顺利落地。其中，我们利用 Bentley 的设计、施工管理和数字孪生技术来简化工作流并进行实施工程模拟。”张鹤进一步说道，“从数字化设计到数字化交付，再到数字化工厂的运营，这一整套流程在后期运营和管理中发挥了巨大作用。项目投产一年多以来，未发生任何安全事故和质量事故，产品合格率达到了100%，这无疑是一个非常成功的项目。”

  张鹤认为，数字化技术在这一个项目上的全面应用，也为这一具有里程碑意义的改革性、颠覆性冶炼技术带来了广阔的发展前途。“这一个项目是钢铁行业实现低碳生产的重要路径，其生产模式具有很强的推广和复制潜力。数字化技术的整套模型能够更好地帮助氢冶金项目在更多地方实施和推广。”他说。

  中冶南方在玉溪市承建的钢铁EPC项目凭借其全过程数字化创新应用，成功入围光辉大赛决赛。该项目毗邻三个国家级自然保护区，需要在0.7平方公里的土地上同时建造4座高炉、4座转炉以及原料厂和轧钢厂等设施，设计、施工、管理难度极大。作为云南省“四个一百”重点项目和玉溪市打造绿色钢铁产业的“一号工程”，该项目的成功实施，是中冶南方在数字化转型中的一次重要实践。

  该项目面临的挑战大多数表现在三个方面：一是项目规模庞大，管理难度大。本项目同步建设4条铁、钢产线多家参与单位，管理难度极大。二是地形工艺复杂，设计难度高。项目地处山区，地质条件复杂，炼铁、炼钢工艺和设备、管道、结构等体量大、交叉多、不规则，设计需整体考虑铁钢工序满负荷、突发故障等多工况下原燃料、铁水、钢水的生产调度管理，设计难度大。三是施工难度大，涉及超高吊装、超大异形构件、大跨度通廊等高平台、大体积、大跨度、深基坑相关的众多危大工程。

  中冶南方BIM中心主任褚学征在接受《中国冶金报》记者正常采访时表示，面对挑战，中冶南方组织了BIM团队，与Bentley公司深入合作，实现了项目的一体化设计、精细化建造和绿色化运维。

  在一体化设计方面，中冶南方利用Bentley的MicroStation设计软件平台，实现了二维、三维一体化设计。通过参数化设计和流程再造，极大地减轻了设计人员的工作量，提升了设计效率25%~30%。褚学征指出，Bentley软件的灵活性和稳定能力，以及大模型的承载能力，为项目的成功实施提供了有力保障。

  在精细化建造方面，中冶南方自主采买主材，并通过Bentley设计软件精确统计材料用量，实现了对100多家实施工程单位及供货商的数字化管控。这不仅解决了施工材料应用方面的浪费问题，还节省了约4000万元~5000万元的管理费用。同时，通过数字化手段优化场地利用、材料堆放和人员管理，提高了建造效率。

  在绿色化运维方面，中冶南方充分的利用了设备属性，通过Bentley的iModel格式将其数据传递到运维平台中，减少了数据录入工作，避免了数据不一致的情况。通过实时监控高炉、转炉等设备的运作情况，可以及时调配生产所供给的能源，为业主提供更好的集约化生产建议。此外，中冶南方还采用全三维设计，在设计过程中就考虑到节能减排，通过Bentley的AutoPIPE进行三维计算和仿真，优化了管道布置、除尘设施和关键设备的效率，减少了碳排放。

  “项目建成后，我们采用了激光点云扫描技术，与三维建模进行实景还原对比，重合度高达92%以上。这不仅验证了精细化设计和系列化参数化设计的准确性，还为项目带来了可视化的、成本可控的高质量设计成果。”褚学征表示。

  在数字化交付方面，中冶南方最终采用Bentley的iModel格式进行交付。该格式不仅提供了几何模型，还包含了数字化的属性和模型标准，使数据更完整、更易于导入业主的平台中。

  对于未来如何支持智能运营和维护，褚学征表示，Bentley已拥有非常好的数字化数字孪生平台，并与许多主流的BIM格式软件兼容。此外，Bentley还收购了Cesium等优秀平台，为智能化的运维和可视化的显示提供了更好的解决方案。中冶南方将积极与Bentley合作，一同推动智能化的运营和维护工作的发展。

  中冶京诚和中冶南方的两个成功案例，是中国企业与Bently携手合作结出的硕果。“在Bentley每年举办的数字光辉大奖赛上，中国一直扮演着重要角色。今年，Bentley中国在多个主要行业如电力、排水、新能源、交通、物流、运输以及工厂流程等领域都有典型的客户项目参与，展示了中国基础设施行业数字化建设的成果，并向全球分享了中国特色的数字化转型实践。同时，中国客户也能从其他几个国家客户身上学到新的产品和方法，为国内的数字化转型带来启示和帮助。”Bentley全球高级副总裁、大中华区总经理李旭东表示，展望未来，Bentley将继续以全球领先技术+本地全面服务，助力中国企业探索数字化技术的应用，为全球基础设施建设贡献更多的智慧和力量。

  据悉，Bentley纵览基础设施大会上公布了建立开放数据ECO，推出具有生成式人工智能的OpenSite+土木场地设计新型应用程序，以开放数据和AI结合助力提高资产性能等一系列新的技术举措，与业界用户携手打造可持续发展基础设施。

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