CN113587457B - 一种用于光热电站定日镜的大规模数字化安装施工方法 - Google Patents

Abstract

提供一种用于光热电站定日镜的大规模数字化安装施工方法，包括：将点位设计信息录入镜场施工管理系统：根据镜场设计图，将定日镜的编号、坐标、方位角、桩长数据信息录入镜场施工管理系统云平台；将印有溯源码的定日镜主要构件进行车间预拼装；立柱基础GPS测量定位及钻孔；进行立柱安装及精度调节；进行定日镜上部构件安装；进行镜场施工管理系统云平台大数据分析；进行定日镜调试。将全场定日镜信息录入镜场施工管理系统云平台，利用物联网技术将定日镜主要构件进行编码，利用无线传输技术实现终端与镜场施工管理系统云平台之间数据交互，通过多种机械改造，达到定日镜精准定位、高效、构件可追溯目的，降低了大规模定日镜多点作业施工管理难度。

Description

一种用于光热电站定日镜的大规模数字化安装施工方法

技术领域

本发明涉及光热电站施工技术领域，尤其涉及一种用于光热电站定日镜的大规模数字化安装施工方法。

背景技术

根据近200个缔约国签署《巴黎协定》设定的目标，本世纪下半叶全球实现温室气体净零排放。越来越多的国家政府都在大力发展新型清洁能源，特别是对太阳能资源的利用，光伏、光热将成为贡献“碳达峰、碳中和”的重要力量。光热发电作为一种新的太阳能发电方式，是一种高品质的清洁电力，相比传统火电其绿色清洁、可持续、后期投入小，而相比于光伏，从长远看其成本更低、储能更好。同时，与其他波动性发电相比，光热发电的最大优势是能够配备储热装置，通过与储热系统联合运行，平滑发电出力，减小出力波动，另外光热发电还能够弥补风电、光伏发电的波动性，提高系统稳定性。沙漠区域土地资源广阔，阳光充足，非常适合光热/光伏新能源产业的发展。

上百兆瓦级的塔式光热发电站镜场占地面积约上百万平方米，定日镜数量达数万面，且每个定日镜在电站运行过程中要动态追踪太阳光并精准反射至吸热器上，因此定日镜的施工质量和安装速度将直接影响投产发电节点和发电效率。数万面定日镜数量多、坐标数据庞大，安装构件达几十万件，施工面积广，如何快速、便捷及准确获取各个点位定日镜安装信息，高效控制各构件安装精度，对庞大的施工信息进行记录和传输，实时掌控各点位构件安装完成情况，为施工管理提供便捷性，最终高质、高效地完成全场定日镜安装是塔式光热项目镜场施工的关键。然而现有技术中还没有对此的成熟的施工方法。

发明内容

为了克服上述现有技术的缺陷，本发明的目的是提供一种用于光热电站定日镜的大规模数字化安装施工方法，适用于塔式光热发电项目的镜场大规模定日镜施工，或其他类似的大规模、多构件分散安装工程，针对塔式定日镜总体构件数量多、数据庞大、施工精度要求高和施工工期紧特点，应用数字化建造技术-镜场施工管理系统集成大数据、物联网、无线传输以及云平台等功能，并针对性的进行了工艺改良及工具改造，最终将塔式光热发电镜场大规模定日镜数字化安装施工技术形成了该施工方法。

塔式光热电站镜场定日镜由微型桩立柱与上部组件构成，上部组件包括方位角驱动(Azimuth Drive，简称AD)、扭矩管(Torque Tube，简称TT)、俯仰角驱动(ED)、镜片(MA)与动力控制模组(PCM)等构件组成。

本发明的目的在于提供一种用于光热电站定日镜的大规模数字化安装施工方法，包括：

步骤1，将设计信息以及定日镜信息分别录入镜场施工管理系统；

步骤2，根据点位设计信息以及定日镜信息，在所述镜场施工管理系统的控制下进行定日镜及其配件的安装；

步骤3，在所述定日镜及其配件的安装过程中，通过所述镜场施工管理系统随时调取安装参数，并通过所述系统进行所述安装参数的大数据分析，以进行所述定日镜的调试、材料设备调配、施工部署及施工线路决策，并生成可视化展示。

优选的，所述将设计信息以及定日镜信息分别录入镜场施工管理系统包括：

将点位设计信息录入镜场施工管理系统：根据镜场设计图，将定日镜的编号、坐标、方位角、桩长数据信息录入镜场施工管理系统云平台。

优选的，所述根据点位设计信息以及定日镜信息，在所述镜场施工管理系统的控制下进行定日镜及其配件的安装包括：

步骤21，将印有溯源码的定日镜主要构件进行车间预拼装；

步骤22，立柱基础GPS测量定位及钻孔；

步骤23，进行立柱安装及精度调节；

步骤24，进行定日镜上部构件的安装。

优选的，所述在所述定日镜及其配件的安装过程中，通过所述镜场施工管理系统随时调取安装参数，并通过所述系统进行所述安装参数的大数据分析，以进行所述定日镜的调试、材料设备调配、施工部署及施工线路决策，并生成可视化展示包括：

步骤31，进行镜场施工管理系统云平台大数据分析，包括：分析每片定日镜的扭矩管、方位角驱动组件、定日镜镜片组件、动力控制模组、俯仰角驱动组件五大组件的安装进度、立柱坐标信息以及误差参数，从而随时在系统中调取；同时通过系统实时进行大数据分析，生成可视化安装进度、移交情况，从而动态进行材料设备调配、施工部署及施工线路决策；以及

步骤32，进行定日镜调试，包括：第一步进行通讯信号调试，第二步进行反光率调试，第三步对焦调试以及第四步整体运营调试。

优选的，所述步骤21包括：

步骤211，进行扭矩管与方位角驱动组件车间预拼装：扭矩管与方位角驱动在现场车间组装固定，借助自行设计的预拼装操作平台进行组装，将扭矩管与方位角驱动组件组装完成后，安装临时固定杆，将临时固定杆下方螺栓孔与方位角驱动固定连接，再将临时固定杆的插销固定孔与扭矩管固定，保证镜片组件安装过程中镜片仰角固定在90°，以便工人后续安装镜片；

步骤212，进行镜片组件车间预拼装：在现场车间，借助机械化的作业平台，将2片镜片组装成半面定日镜，车间内的作业包括镜片背面支撑杆粘接、镜面清洗；

步骤213，进行动力控制模组预拼装：在车间将动力控制模组支架、光伏板、信号盒与连接线缆进行预拼装，形成一套动力控制模组；

步骤214，将预拼装信息录入：各组件每批次组装完成后，通过终端扫描组件溯源二维码将组装信息录入镜场施工管理系统，并且镜场施工管理系统终端信息录入均已按组装及下步安装流程进行逻辑顺序设定，系统判定前置施工任务完成，方可进行下步信息录入；

优选的，所述步骤22包括：

步骤221，测量定位：采用GPS测量仪器进行立柱测量定位；

步骤222，钻孔：针对土质松散的沙漠地形，采用长螺旋湿成孔工艺进行钻孔，为每台长螺旋钻机配置水箱，水箱中注入盐水，在钻孔过程中向钻头内持续注水，利用盐水的蒸发后结晶盐的固结效果；钻至设计标高后，缓慢提升钻头取出后清理钻头上的余土时，采用盖板提前覆住孔口，在成孔后应及时测量孔径、孔深。

优选的，所述步骤23包括：

步骤231，将立柱与二维码绑定：将每个定日镜安装位置的相关设计信息生成二维码标签粘贴于即将安装的立柱上，即将设计信息与该立柱进行绑定；

步骤232，进行差分GPS设备的安装：立柱吊装前在顶端安装差分GPS设备，所述差分GPS设备将立柱的设计信息实时传送到镜场施工管理系统中，终端通过扫描二维码或输入立柱编号后可以同步显示立柱的设计信息及差分GPS测量数据，并显示出施工偏差；

步骤233，进行立柱吊装坐标及标高调整：将立柱提前转运至施工点位，吊装前先采用改装叉车进行吊装，人工辅助放入孔中，从镜场施工管理系统终端上观测立柱顶标高和坐标，调整坐标和标高至设计误差允许范围后，立即用立柱三脚架方位角调节夹具夹紧立柱。

步骤234，调整方位角：根据镜场施工管理系统终端实时显示的方位角数据，利用方位角调节夹具的把手调整立柱的方位角，直至调整完成。

步骤235，调整垂直度：根据镜场施工管理系统终端实时显示的垂直度数据，利用自制三脚架调整装置调整立杆垂直度，直至满足要求。

步骤236，进行验收：在混凝土浇筑前，采用镜场施工管理系统终端扫描立柱二维码获取设计及施工数据并进行复测，若复测结果数据偏差过大，则重新进行立柱调整。

步骤237，立柱桩混凝土浇筑和土方回填：混凝土采用自密实混凝土，配置多台混凝土转运车和小推车浇筑；为防止成孔破坏坍塌，成孔后24小时内应完成混凝土的浇筑；浇筑24小时后，拆除三脚架进行土方回填并人工夯实；回填后完成后，通过镜场施工管理系统终端扫描立柱二维码，将立柱安装完成信息提交至镜场施工管理系统平台，立柱安装工作结束；

其中，所述步骤231和步骤232中的所述设计信息包括：三维坐标、方位角、立柱长度。

优选的，所述步骤24包括：

步骤241，进行预拼装构件转运：相关构件在现场车间预拼装完成后，将构件批量运输至现场；

步骤242，安装扭矩管与方位角驱动组件形成的TT-AD杆件：TT-AD杆件底端与立柱顶端均设有法兰盘，两个法兰盘通过铆钉进行连接；将TT-AD杆吊放至立柱顶端后，校调方位角驱动的法兰孔位与立柱法兰孔位匹配，然后进行锚固，在TT-AD杆件安装完成后，利用镜场施工管理系统手持终端先扫描立柱二维码，定位确认身份后，再扫描TT-AD杆件溯源二维码，并上传“安装完成”状态至镜场施工管理系统，以在系统中将已安装的TT-AD杆件出厂、组装及安装信息，与该点位立柱信息绑定。

步骤243，安装镜片组件；

步骤244，安装辅助构件。

优选的，所述步骤243包括：

(1)半面镜片吊装：镜片运输至现场后，采用吊车吊起真空吸盘，通过工人牵引将真空吸盘居中对称在镜面上吸附牢固，吊车与工人配合牵引吸盘两侧牵引绳，将镜片组件转移至立柱与扭矩管方位角驱动组件处；

(2)镜片固定安装：按照先中间后两边的顺序依次安装镜片组件的三根镜片支撑杆，扩孔销从右至左穿入销孔，所有扩孔销均插入连接孔后即可移开吸盘，半片定日镜安装完后再同样进行另外半片定日镜安装，整面镜片安装完成后，及时松开临时固定杆的孔，将固定孔与扭矩管固定，使镜片角度从垂直于地面调整至与地面保持平行，在镜片安装完成后，利用镜场施工管理系统终端依次扫描立柱二维码、镜片溯源二维码，在系统中将镜片出厂、组装及安装信息绑定于该点位立柱信息中，并上传“安装完成”状态。

优选的，所述步骤244包括：

(1)安装俯仰角驱动安装：待镜片组件安装完成后，将扭矩管与方位角驱动上的临时支撑杆取掉，安装俯仰角驱动。俯仰角驱动由H孔连接扭矩管，G孔连接方位角驱动组成，所述俯仰角驱动安装过程中工人全程手扶镜子中间的两根镜片支撑杆，俯仰角驱动与扭矩管的连接采用开口销连接，与方位角驱动采用螺栓连接，俯仰角驱动安装完成后镜面仍水平放置；

(2)安装动力控制模组：将动力控制模组的支腿安装入镜子中间的支撑杆内并对好连接孔位，动力控制模组支腿与镜片支撑杆采用开口销连接。在动力模组安装完成后，利用镜场施工管理系统终端依次扫描立柱二维码、动力模组溯源二维码，将动力模组信息绑定与立柱信息上，并上传“安装完成”状态；

(3)安装定日镜线缆：将标注有“WHCM”的电缆与动力控制模组信号盒连接，电缆沿镜面中部上段镜片支撑杆走线至分线盒，过程中采用固定线卡与支撑杆卡牢；将标有“ED”的电缆与俯仰角驱动连接走线至分线盒，采用线卡卡牢。

本发明的有益效果：

将全场定日镜的三维坐标、方位角等信息录入镜场施工管理系统云平台，利用物联网技术将定日镜主要构件进行编码，利用无线传输技术，实现终端与镜场施工管理系统云平台之间的数据交互，其次通过多种机械改造，达到定日镜精准定位、高效、构件可追溯等目的，大大降低了大规模定日镜多点作业施工管理难度。

(1)云平台管理、大数据存储

全场几万面定日镜的近百万个数据均通过镜场施工管理系统云平台进行存储，通过云平台实现可视化管理，管理者即掌握了全场定日镜的施工进度、施工状态及施工质量情况，可及时发现、纠正施工过程中错漏，对施工资源、路径做动态整合、调配，解决了大规模多点安装作业管理难题。

(2)物联网技术应用，实现可追溯性

定日镜的主要构件均粘贴有溯源二维码，包括镜面、动力模组、TT-AD杆等，将杆件上的二维码信息录入镜场施工管理系统，从系统中可查看主要构件从开始组装到安装完成的所有状态信息，简易、高效地实现了施工过程可追溯，也可通过镜场施工管理系统终端扫描构件二维码快速识别构件信息和状态。

(3)无线传输技术应用，数据无延时比对

镜场施工管理系统云平台数据与终端之间通过无线网络进行数据传输，施工过程中的数据可通过终端传输至云平台，也可通过终端查看云平台的相关数据。现场安装进行精度调节和施工验收时可通过移动终端的数据与现场数据无延时比对校核，简便高效。

(4)研发多用途专业设备及工具，安全快捷精度高

定日镜之间的净间距小，大型机械设备无法灵活穿行，常规机械不适用定日镜安装操作，针对性的设计改造了多种机动灵活的设备及工具，用于定日镜构件组装、运输及安装。

(5)改良施工工艺，保证成孔质量

针对沙漠松散砂土地质，立柱微型桩的成孔采用长螺旋湿成孔、盐水护壁的工艺，成孔速度快，且成孔质量有保证。

本发明装置可通过液压联动控制器对液压千斤顶进行全面控制，只需要一台设备即可实现对大型构件或设备进行X、Y、Z三个方向的位置调节，可以大大降低建筑施工企业的吊装设备成本，而且不用不停的采用吊装设备，还可以防止吊装设备的过度浪费，整体调节方便，使用效率高。

附图说明

图1为根据本发明优选实施例的工法流程图。

图2为根据本发明优选实施例的临时固定杆三维图。

图3为根据本发明优选实施例的扩孔销导向件三维结构示意图。

图4为根据本发明优选实施例的俯仰角驱动三维结构图。

具体实施方式

如图1至图4所示，本发明结合具体实施例和附图做进一步说明。

本实施例涉及光热光伏混合发电项目，立柱与上部结构的偏差均满足设计要求，数据存储与现场施工管理均实现了数字化。

如图1所示，本实施例中用于光热电站定日镜的大规模数字化安装施工方法，包括如下步骤：

步骤1，将点位设计信息录入镜场施工管理系统，根据镜场设计图，将定日镜的编号、坐标、方位角、桩长等数据信息录入镜场施工管理系统云平台。

步骤2，根据点位设计信息以及定日镜信息，在所述镜场施工管理系统的控制下进行定日镜及其配件的安装；

步骤21，将印有溯源码的定日镜主要构件进行车间预拼装

定日镜的主要构件，包括扭矩管与方位角驱动组件扭矩管(TT)、方位角驱动组件(AD)、定日镜镜片组件(MA)、动力控制模组(PCM)，俯仰角驱动组件(ED)，在出厂时均印有溯源二维码标签。这些主要构件按照流水化作业的方式在车间进行预拼装，减少了现场安装工程量，保证了施工质量。

步骤211，进行扭矩管与方位角驱动组件(TT-AD)车间预拼装：

扭矩管(TT)与方位角驱动(AD)在现场车间组装固定，借助自行设计的预拼装操作平台进行组装，操作方便快捷，组装后杆件简称TT-AD杆件。

如图2所示，TT-AD组装完成后，安装临时固定杆。将临时固定杆下方螺栓孔与方位角驱动固定连接，再将临时固定杆的插销固定孔1扭矩管固定，保证镜片组件安装过程中镜片仰角固定在90°，以便工人后续安装镜片。

步骤212，进行镜片组件(MA)车间预拼装：

在现场车间，借助机械化的作业平台，将2片镜片组装成半面定日镜。车间内的作业包括镜片背面支撑杆粘接、镜面清洗等。

步骤213，进行动力控制模组(MA)预拼装：

在车间将动力控制模组支架、光伏板、信号盒与连接线缆进行预拼装，形成一套动力控制模组。

步骤214，将预拼装信息录入：

各组件每批次组装完成后，通过终端扫描组件溯源二维码将组装信息录入镜场施工管理系统，并且镜场施工管理系统终端信息录入均已按组装及下步安装流程进行逻辑顺序设定，系统判定前置施工任务完成，方可进行下步信息录入。

步骤22，进行立柱基础GPS测量定位及钻孔；

步骤221，测量定位：采用GPS测量仪器进行立柱测量定位。

步骤222，钻孔：针对土质松散的沙漠地形，采用长螺旋湿成孔工艺进行钻孔。为每台长螺旋钻机配置水箱，水箱中注入盐水，在钻孔过程中向钻头内持续注水确保成孔孔壁湿润，利用盐水的蒸发后结晶盐的固结效果，避免塌孔。钻至设计标高后，缓慢提升钻头取出后清理钻头上的余土时，应用盖板提前覆住孔口，避免余土落入。在成孔后应及时测量孔径、孔深，确保满足施工图纸要求。

步骤23，进行立柱安装及精度调节

步骤231，将立柱与二维码绑定：将每个定日镜安装位置的相关设计信息(三维坐标、方位角、立柱长度)生成二维码标签粘贴于即将安装的立柱上，即将设计信息与该立柱进行绑定。

步骤232，进行差分GPS设备的安装：立柱吊装前在顶端安装差分GPS设备。该差分GPS设备可以将立柱的三维坐标、垂直度、方位角、等信息实时传送到镜场施工管理系统中，终端通过扫描二维码或输入立柱编号后可以同步显示立柱的设计信息及差分GPS测量数据，并显示出施工偏差。

步骤233，进行立柱吊装坐标及标高调整：将立柱提前转运至施工点位，吊装前先采用改装叉车进行吊装，人工辅助放入孔中，从镜场施工管理系统终端上观测立柱顶标高和坐标，调整坐标和标高至设计误差允许范围后，立即用立柱三脚架方位角调节夹具夹紧立柱。

步骤234，调整方位角：根据镜场施工管理系统终端实时显示的方位角数据，利用方位角调节夹具的把手调整立柱的方位角，直至调整完成。

步骤235，调整垂直度：根据镜场施工管理系统终端实时显示的垂直度数据，利用自制三脚架调整装置调整立杆垂直度，直至满足要求。

步骤236，进行验收：在混凝土浇筑前，采用镜场施工管理系统终端扫描立柱二维码获取设计及施工数据并进行复测。若复测结果数据偏差过大，则重新进行立柱调整。

步骤237，实施立柱桩混凝土浇筑和土方回填：混凝土采用自密实混凝土，配置多台混凝土转运车和小推车浇筑。为防止成孔破坏坍塌，成孔后24小时内应完成混凝土的浇筑。浇筑24小时后，拆除三脚架进行土方回填并人工夯实。回填后完成后，通过镜场施工管理系统终端扫描立柱二维码，将立柱安装完成信息提交至镜场施工管理系统平台，立柱安装工作结束。

步骤24，进行定日镜上部构件的安装

步骤241，进行预拼装构件转运：相关构件在现场车间预拼装完成后，采用自制装置运输车将构件批量运输至现场。

步骤242，安装TT-AD杆：TT-AD杆底端与立柱顶端均设有法兰盘，两个法兰盘通过铆钉进行连接。根据吊车吊臂覆盖范围，选用一台25t汽车吊将TT-AD杆吊放至立柱顶端后，校调方位角驱动的法兰孔位与立柱法兰孔位匹配，然后采用专用锚固枪进行锚固。为方便人员进行组件固定操作，在皮卡车上加装操作平台，便于操作人员快速移动形成流水作业。

在TT-AD杆件安装完成后，利用镜场施工管理系统手持终端先扫描立柱二维码，定位确认身份后，再扫描TT-AD杆件溯源二维码，并上传“安装完成”状态至镜场施工管理系统，以在系统中将已安装的TT-AD杆件出厂、组装及安装信息，与该点位立柱信息绑定。

步骤243，安装镜片组件(MA)：包括

(1)半面镜片吊装：镜片运输至现场后，采用吊车吊起真空吸盘，通过工人牵引将真空吸盘居中对称在镜面上吸附牢固，吊车与工人配合牵引吸盘两侧牵引绳，将镜片组件转移至立柱与扭矩管方位角驱动组件处。在牵引过程中，两侧的人员应侧向牵引，禁止站立于镜面行进方向。

(2)镜片固定安装：按照先中间后两边的顺序依次安装镜片组件的三根镜片支撑杆。扩孔销从右至左穿入销孔，为提高销钉安装效率，采用如图3所示自行定制扩孔销导向头辅助安装。

所有扩孔销均插入连接孔后即可移开吸盘，所有扩孔销扩孔紧固后进行一次目测检查，避免漏扩，半片定日镜安装完后再同样进行另外半片定日镜安装。

整面镜片安装完成后，为避免因现场风力过大造成镜片损坏，须及时松开临时固定杆的孔，将固定孔与扭矩管固定，使镜片角度从垂直于地面调整至与地面保持平行。

在镜片安装完成后，利用镜场施工管理系统终端依次扫描立柱二维码、镜片溯源二维码，在系统中将镜片出厂、组装及安装信息绑定于该点位立柱信息中，并上传“安装完成”状态。

步骤244，安装辅助构件(ED&PCM)，包括：

(1)安装俯仰角驱动(ED)安装：待镜片组件安装完成后，将扭矩管与方位角驱动上的临时支撑杆取掉，安装俯仰角驱动。俯仰角驱动由H孔连接扭矩管，G孔连接方位角驱动组成。

如图4所示，俯仰角驱动安装过程中工人全程手扶镜子中间的两根镜片支撑杆，俯仰角驱动与扭矩管的连接采用开口销连接，与方位角驱动采用螺栓连接，俯仰角驱动安装完成后镜面仍水平放置。

(2)安装动力控制模组(PCM)

将动力控制模组的支腿安装入镜子中间的支撑杆内并对好连接孔位，动力控制模组支腿与镜片支撑杆采用开口销连接。在动力模组安装完成后，利用镜场施工管理系统终端依次扫描立柱二维码、动力模组溯源二维码，将动力模组信息绑定与立柱信息上，并上传“安装完成”状态。

(3)安装定日镜线缆

将标注有“WHCM”的电缆与动力控制模组信号盒连接，电缆沿镜面中部上段镜片支撑杆走线至分线盒，过程中采用专用固定线卡与支撑杆卡牢；将标有“ED”的电缆与俯仰角驱动连接走线至分线盒，采用专用线卡卡牢。施工完成后再次核实所有镜面保持水平放置，严禁垂直，做到工完场清。

步骤3，在所述定日镜及其配件的安装过程中，通过所述镜场施工管理系统随时调取安装参数，并通过所述系统进行所述安装参数的大数据分析，以进行所述定日镜的调试、材料设备调配、施工部署及施工线路决策，并生成可视化展示，包括：

步骤31，进行镜场施工管理系统云平台大数据分析

每片定日镜TT-AD、MA、PCM、ED五大组件的安装进度、立柱坐标信息以及误差参数可随时在系统中调取；同时通过系统实时进行大数据分析，生成可视化安装进度、移交情况，从而动态进行材料设备调配、施工部署及施工线路决策。

步骤32，进行定日镜调试，包括：

定日镜安装完成后，第一步进行通讯信号调试，第二步进行反光率调试，第三步对焦调试，第四步整体运营调试。

整体的控制系统工作原理：

在确立整体施工顺序后，通过施工管理系统按照施工计划陆续下发每面镜子的施工指令，该施工指令包含施工定位、构件状态等。现场施工人员按照施工指令完成对应定日镜的施工，每完成一个步骤后就扫描对应的二维码，从而完成施工状态的反馈和收集。而在施工完成后的验收流程也同样采用扫码的形式完成信息的集成。施工指令从镜场施工管理系统下发至移动终端，终端将施工参数发送至差分GPS装置。根据差分GPS装置的实时反馈和指引，便可以快速达到指定点位。差分GPS装置将实时偏差信息通过无线传输反馈在移动终端，工程师根据移动终端上的偏差情况调整定日镜立柱的位置、方位角、垂直度等，直至满足要求。施工完成后，移动终端通过扫码将施工状态无线传输反馈至镜场施工管理系统，完成闭环。

本实施例可以应用于光热电站大规模定日镜施工，解决沙漠地形钻孔塌孔问题，显著提升定日镜施工速率，节约定日镜施工工期，保障定日镜施工质量，技术领先，成本节约。一方面可以推广用于我国光热发电项目工程；第二方面可推广用于海外光热发电项目工程；此外还可推广用于沙漠地区微型桩施工工程。经济效益和社会效益(包括节能和环保效益)包括：

1、经济效益：

显著提升光热电站大规模定日镜施工效率，节约施工工期和资源。

2、社会效益：

本实施例能显著提升光热电站大规模定日镜施工效率，节约施工工期和资源，对大规模分散安装作业具有指导意义，同时在以后建设光热电厂发展研究中有非常积极的作用，尤其对沙漠、戈壁或盐碱场地中拟建的光热电站工程具有指导性意义。

有助于推动塔式光热发电技术推广和应用，这对于节约不可再生能源、减少环境污染，以及带动相关产业发展都具有积极的促进作用。

本实施例将全场定日镜的三维坐标、方位角等信息录入镜场施工管理系统云平台，利用物联网技术将定日镜主要构件进行编码，利用无线传输技术，实现终端与镜场施工管理系统云平台之间的数据交互，其次通过多种机械改造，达到定日镜精准定位、高效、构件可追溯等目的，大大降低了大规模定日镜多点作业施工管理难度。

(1)云平台管理、大数据存储

全场几万面定日镜的近百万个数据均通过镜场施工管理系统云平台进行存储，通过云平台实现可视化管理，管理者即掌握了全场定日镜的施工进度、施工状态及施工质量情况，可及时发现、纠正施工过程中错漏，对施工资源、路径做动态整合、调配，解决了大规模多点安装作业管理难题。

(2)物联网技术应用，实现可追溯性

定日镜的主要构件均粘贴有溯源二维码，包括镜面、动力模组、TT-AD杆等，将杆件上的二维码信息录入镜场施工管理系统，从系统中可查看主要构件从开始组装到安装完成的所有状态信息，简易、高效地实现了施工过程可追溯，也可通过镜场施工管理系统终端扫描构件二维码快速识别构件信息和状态。

(3)无线传输技术应用，数据无延时比对

镜场施工管理系统云平台数据与终端之间通过无线网络进行数据传输，施工过程中的数据可通过终端传输至云平台，也可通过终端查看云平台的相关数据。现场安装进行精度调节和施工验收时可通过移动终端的数据与现场数据无延时比对校核，简便高效。

(4)研发多用途专业设备及工具，安全快捷精度高

定日镜之间的净间距小，大型机械设备无法灵活穿行，常规机械不适用定日镜安装操作，针对性的设计改造了多种机动灵活的设备及工具，用于定日镜构件组装、运输及安装。

(5)改良施工工艺，保证成孔质量

针对沙漠松散砂土地质，立柱微型桩的成孔采用长螺旋湿成孔、盐水护壁的工艺，成孔速度快，且成孔质量有保证。

尽管上文对本发明的具体实施方式给与了详细描述和说明，但是应该指明的是，我们可以依据本发明的构想对上述实施方式进行各种等效改变和修改，其所产生的功能作用仍未超出说明书所涵盖的精神时，均应在本发明的保护范围之内。

Claims (9)

1.一种用于光热电站定日镜的大规模数字化安装施工方法，其特征在于包括：

步骤1，将设计信息以及定日镜信息分别录入镜场施工管理系统，包括：将点位设计信息录入镜场施工管理系统：根据镜场设计图，将定日镜的编号、坐标、方位角、桩长数据信息录入镜场施工管理系统云平台；

步骤2，根据点位设计信息以及定日镜信息，在所述镜场施工管理系统的控制下进行定日镜及其配件的安装；

步骤3，在所述定日镜及其配件的安装过程中，通过所述镜场施工管理系统随时调取安装参数，并通过所述系统进行所述安装参数的大数据分析，以进行所述定日镜的调试、材料设备调配、施工部署及施工线路决策，并生成可视化展示。

2.根据权利要求1所述的一种用于光热电站定日镜的大规模数字化安装施工方法，其特征在于，所述根据点位设计信息以及定日镜信息，在所述镜场施工管理系统的控制下进行定日镜及其配件的安装包括：

步骤21，将印有溯源码的定日镜主要构件进行车间预拼装；

步骤22，进行立柱基础GPS测量定位及钻孔；

步骤23，进行立柱安装及精度调节；

步骤24，进行定日镜上部构件的安装。

3.根据权利要求1所述的一种用于光热电站定日镜的大规模数字化安装施工方法，其特征在于，所述在所述定日镜及其配件的安装过程中，通过所述镜场施工管理系统随时调取安装参数，并通过所述系统进行所述安装参数的大数据分析，以进行所述定日镜的调试、材料设备调配、施工部署及施工线路决策，并生成可视化展示包括：

步骤31，进行镜场施工管理系统云平台大数据分析，包括：分析每片定日镜的扭矩管、方位角驱动组件、定日镜镜片组件、动力控制模组、俯仰角驱动组件五大组件的安装进度、立柱坐标信息以及误差参数，从而随时在系统中调取；同时通过系统实时进行大数据分析，生成可视化安装进度、移交情况，从而动态进行材料设备调配、施工部署及施工线路决策；以及

步骤32，进行定日镜调试，包括：第一步进行通讯信号调试，第二步进行反光率调试，第三步对焦调试以及第四步整体运营调试。

4.根据权利要求2所述的一种用于光热电站定日镜的大规模数字化安装施工方法，其特征在于所述步骤21包括：

步骤211，进行扭矩管与方位角驱动组件车间预拼装：扭矩管与方位角驱动在现场车间组装固定，借助自行设计的预拼装操作平台进行组装，将扭矩管与方位角驱动组件组装完成后，安装临时固定杆，将临时固定杆下方螺栓孔与方位角驱动固定连接，再将临时固定杆的插销固定孔与扭矩管固定，保证镜片组件安装过程中镜片仰角固定在90°，以便工人后续安装镜片；

步骤212，进行镜片组件车间预拼装：在现场车间，借助机械化的作业平台，将2片镜片组装成半面定日镜，车间内的作业包括镜片背面支撑杆粘接、镜面清洗；

步骤213，进行动力控制模组预拼装：在车间将动力控制模组支架、光伏板、信号盒与连接线缆进行预拼装，形成一套动力控制模组；

步骤214，将预拼装信息录入：各组件每批次组装完成后，通过终端扫描组件溯源二维码将组装信息录入镜场施工管理系统，并且镜场施工管理系统终端信息录入均已按组装及下步安装流程进行逻辑顺序设定，系统判定前置施工任务完成，方可进行下步信息录入。

5.根据权利要求2所述的一种用于光热电站定日镜的大规模数字化安装施工方法，其特征在于所述步骤22包括：

步骤221，测量定位：采用GPS测量仪器进行立柱测量定位；

步骤222，钻孔：针对土质松散的沙漠地形，采用长螺旋湿成孔工艺进行钻孔，为每台长螺旋钻机配置水箱，水箱中注入盐水，在钻孔过程中向钻头内持续注水，利用盐水的蒸发后结晶盐的固结效果；钻至设计标高后，缓慢提升钻头取出后清理钻头上的余土时，采用盖板提前覆住孔口，在成孔后应及时测量孔径、孔深。

6.根据权利要求2所述的一种用于光热电站定日镜的大规模数字化安装施工方法，其特征在于所述步骤23包括：

步骤231，将立柱与二维码绑定：将每个定日镜安装位置的相关设计信息生成二维码标签粘贴于即将安装的立柱上，即将设计信息与该立柱进行绑定；

步骤232，进行差分GPS设备的安装：立柱吊装前在顶端安装差分GPS设备，所述差分GPS设备将立柱的设计信息实时传送到镜场施工管理系统中，终端通过扫描二维码或输入立柱编号后可以同步显示立柱的设计信息及差分GPS测量数据，并显示出施工偏差；

步骤233，进行立柱吊装坐标及标高调整：将立柱提前转运至施工点位，吊装前先采用改装叉车进行吊装，人工辅助放入孔中，从镜场施工管理系统终端上观测立柱顶标高和坐标，调整坐标和标高至设计误差允许范围后，立即用立柱三脚架方位角调节夹具夹紧立柱；

步骤234，调整方位角：根据镜场施工管理系统终端实时显示的方位角数据，利用方位角调节夹具的把手调整立柱的方位角，直至调整完成；

步骤235，调整垂直度：根据镜场施工管理系统终端实时显示的垂直度数据，利用自制三脚架调整装置调整立杆垂直度，直至满足要求；

步骤236，进行验收：在混凝土浇筑前，采用镜场施工管理系统终端扫描立柱二维码获取设计及施工数据并进行复测，若复测结果数据偏差过大，则重新进行立柱调整；

步骤237，实施立柱桩混凝土浇筑和土方回填：混凝土采用自密实混凝土，配置多台混凝土转运车和小推车浇筑；为防止成孔破坏坍塌，成孔后24小时内应完成混凝土的浇筑；浇筑24小时后，拆除三脚架进行土方回填并人工夯实；回填后完成后，通过镜场施工管理系统终端扫描立柱二维码，将立柱安装完成信息提交至镜场施工管理系统平台，立柱安装工作结束；

其中，所述步骤231和步骤232中的所述设计信息包括：三维坐标、方位角、立柱长度。

7.根据权利要求2所述的一种用于光热电站定日镜的大规模数字化安装施工方法，其特征在于所述步骤24包括：

步骤241，进行预拼装构件转运：相关构件在现场车间预拼装完成后，将构件批量运输至现场；

步骤242，安装扭矩管与方位角驱动组件形成的TT-AD杆：TT-AD杆底端与立柱顶端均设有法兰盘，两个法兰盘通过铆钉进行连接；将TT-AD杆吊放至立柱顶端后，校调方位角驱动的法兰孔位与立柱法兰孔位匹配，然后进行锚固，在TT-AD杆件安装完成后，利用镜场施工管理系统手持终端先扫描立柱二维码，定位确认身份后，再扫描TT-AD杆件溯源二维码，并上传“安装完成”状态至镜场施工管理系统，以在系统中将已安装的TT-AD杆件出厂、组装及安装信息，与该点位立柱信息绑定；

步骤243，安装镜片组件；

步骤244，安装辅助构件。

8.根据权利要求7所述的一种用于光热电站定日镜的大规模数字化安装施工方法，其特征在于所述步骤243包括：

(1)半面镜片吊装：镜片运输至现场后，采用吊车吊起真空吸盘，通过工人牵引将真空吸盘居中对称在镜面上吸附牢固，吊车与工人配合牵引吸盘两侧牵引绳，将镜片组件转移至立柱与扭矩管方位角驱动组件处；

(2)镜片固定安装：按照先中间后两边的顺序依次安装镜片组件的三根镜片支撑杆，扩孔销从右至左穿入销孔，所有扩孔销均插入连接孔后即可移开吸盘，半片定日镜安装完后再同样进行另外半片定日镜安装，整面镜片安装完成后，及时松开临时固定杆的孔，将固定孔与扭矩管固定，使镜片角度从垂直于地面调整至与地面保持平行，在镜片安装完成后，利用镜场施工管理系统终端依次扫描立柱二维码、镜片溯源二维码，在系统中将镜片出厂、组装及安装信息绑定于该点位立柱信息中，并上传“安装完成”状态。

9.根据权利要求7所述的一种用于光热电站定日镜的大规模数字化安装施工方法，其特征在于所述步骤244包括：

(1)俯仰角驱动安装：待镜片组件安装完成后，将扭矩管与方位角驱动上的临时支撑杆取掉，安装俯仰角驱动；俯仰角驱动由H孔连接扭矩管，G孔连接方位角驱动组成，所述俯仰角驱动安装过程中工人全程手扶镜子中间的两根镜片支撑杆，俯仰角驱动与扭矩管的连接采用开口销连接，与方位角驱动采用螺栓连接，俯仰角驱动安装完成后镜面仍水平放置；

(2)安装动力控制模组：将动力控制模组的支腿安装入镜子中间的支撑杆内并对好连接孔位，动力控制模组支腿与镜片支撑杆采用开口销连接；在动力模组安装完成后，利用镜场施工管理系统终端依次扫描立柱二维码、动力模组溯源二维码，将动力模组信息绑定与立柱信息上，并上传“安装完成”状态；

(3)安装定日镜线缆：将标注有“WHCM”的电缆与动力控制模组信号盒连接，电缆沿镜面中部上段镜片支撑杆走线至分线盒，过程中采用固定线卡与支撑杆卡牢；将标有“ED”的电缆与俯仰角驱动连接走线至分线盒，采用线卡卡牢。

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