穿越大陆与海洋运输的世界上最大的铜冶炼装置

工程师在中国建模一个虚拟装置，然后构建模块并运输到海外进行装配

人类使用铜已有7000年的历史，但在迄今为止使用过的所有铜制品中，有 95% 以上都是在 1900 年以后提炼的。自锡能够在营火温度下熔化之后，铜首先在波斯陶窑中偶然被冶炼出来。现在，冶金专家在 1200º C 的高温下，在大规模、多阶段的商业装置中冶炼铜，这种商业装置通常由熔炼厂、制酸厂、电解厂和渣选厂组成。

瑞林（南昌有色冶金设计研究院）是以中国有色金属建设股份有限公司、江西省国资委和中国中钢集团为主要股东的股份制企业，是有色金属冶炼行业的行家里手。中国巨大的铜、铝及其他有色金属市场造就了瑞林公司在中国有色金属领域工程建设的核心地位。

中国的铜需求量增长迅速，从 1999 年 6 月到 2006 年 5 月，在六年时间内增长了四倍。在这个依靠电力运转的世界上，铜的开采和生产将继续飞速发展，从而刺激亚太地区投建大量基础设施项目。

当顾客要求中国瑞林工程技术有限公司设计一个世界上最大的铜冶炼工程，在中国建造后通过模块化的方式运输到海外时，瑞林面临着巨大的挑战：新的冶炼工程必须作为一个整体运作，同时被设计成可以拆解的模块，通过陆地和海洋的运输，实现在海外现场的拼装。充分地利用中国因素，将降低工程的建造成本。

为成功完成这个大项目的模块化设计，瑞林召集了包括冶金、采矿、化工、土建、给排水、热能和电能在内的多个领域的 25 位工程师，齐心协力共同奋战了两个月。瑞林选择了 Bentley 的 PlantSpace 为该装置构建虚拟模型，此外还用到了 MicroStation、Bentley Structural、ProjectWise Navigator、Bentley Interference Manager 和其他 Bentley 软件。

Bentley 软件公司在瑞林的客户经理表示：“这个超大规模装置模型是第一次在中国的有色金属行业应用 PlantSpace 系统，如果不采用三维设计，我们不可能完成这个项目。三维设计不但助力高效地工作，保证较高的质量，而且推动并提升了工厂资产管理理念。我们无法想象如果没有出色的三维工具，该如何拿下这个大项目。”  

基本方法是在 PlantSpace 中作为统一的模块来构建整个冶炼系统，然后使用 PlantSpace 的各种工具，根据工艺流程、结构、设备和安装来研究不同的模块化概念。最大的局限性在于运输道路和船舶容积，同时，模块的形状与重心也给运输带来了巨大的挑战。技术人员表示：模块化设计必须根据冶炼工程的特点，在保证工艺完整和结构稳定性的前提下分解模块，只有这样，才能保证超过3000t的单个模块也能被装车、装船，并实现长途运输。如果没有三维模型，是不可能实现模块化设计的，更不能实现模块化运输。传统的二维设计在这样的项目中已无能为力。

利用这个模型，瑞林的设计人员按照自定义规格构建了巨大的冶炼装置，生成了所有的管道和仪表图，完成了3000多个设备的建模，同时还完成了辅助结构（例如，钢结构和主要流程管道）的设计。在中国，第一次实现了这种冶炼工程的三维展现。模型经过多方审核并通过 ProjectWise Navigator 保持同步，该工具还用于分解、跟踪和接边二维工程图；协助完成冲突检查以及生成三维可视化和动画。

在海外现场完成最终的装配后，这个巨大的冶炼装置将成为满足现代社会铜需求的基础设施的重要组成部分。由于铜的供应量有限，必须以尽可能高效的方式进行开采和冶炼，这需要具备最好的工程和建造人才与技术。这一次，就是要分三步在两个地方建造冶炼工程：第一步，在PlantSpace中虚拟构建；第二步，在中国根据模块化设计方案进行预装配；第三步，在海外现场进行最终的组装。通过采用最好的软件工具和人才组合，中国瑞林公司最终高效地完成了世界上最大的铜冶炼装置穿越陆地和海洋、模块化建造的宏伟蓝图。