计算机辅助设计（CAD）是利用计算机的高速计算能力、大容量存储能力和数据处理能力，以人机交互方式，结合设计者的综合分析进行工程设计的一种专门的技术手段。

采用CAD的目的是提高设计质量，增加设计深度，缩短设计周期，降低设计劳动强度和生产成本，实现真正意义上的优化设计，推动设计技术的进步和发展。在工程设计中CAD正在逐步代替大量的手工设计，CAD技术已成为火力发电厂设计中必不可少的工具。

由CAD硬件系统、CAD软件组成。

由主机（包括服务器、工作站及微机）和外围设备（外存储器、输入输出设备及网络设备）组成。

实现CAD系统各项功能的技术核心，按功能分为三个层次：①系统软件（一级软件），用于计算机的管理、维护、控制和运行，提供整个CAD系统内部的支持功能，控制着存储操作、指令执行与外围设备的动作。包括面向用户的服务系统、面向管理人员的维护系统、面向计算机的操作控制系统等。②支撑软件（二级软件），支撑用户进行CAD工作的通用性功能软件，运行于系统软件之上，并作为开发应用软件的基础。包括图形软件、计算分析软件、数据库及其管理系统、网络通信系统等。③应用软件（三级软件），在系统软件和支撑软件基础上开发的面向专业领域、完成特定工程设计内容的软件。

CAD软件还可按工作方式分为实时处理软件、分时软件、交互式软件和批处理软件，按软件服务对象又分为项目软件和产品软件。

计算机应用部门、企业或行业的CAD在总体设计的指导下，以数据库为核心、网络为支撑，按系统工程原理和软件工程的方法，将有关CAD应用软件集合成的一个有机整体。其核心是信息集成，基础是信息标准化。CAD集成化工作是一项技术密集型的大型系统工程，需要标准化才能形成有机的整体。

火力发电厂CAD集成系统由数字化系统设计平台、三维布置设计平台、分析计算平台、项目管理平台、资源管理平台、数字化移交平台，以及电厂设计各专业（工艺、仪控、电气、总交、结构、建筑等）的应用软件，通过网络和数据库以一定的方式联系构成，典型的火力发电厂CAD集成系统逻辑结构见图。

火力发电厂CAD集成系统逻辑结构图

完整的CAD系统的功能包括：①具有输入图形、设计参数和文字的手段，能以数据驱动二维或三维模型。②具有分析计算功能，并能通过计算结果优化设计、动态模拟。③具有完善的数据库系统，能对大量信息进行存取、查找、加工和管理。④能对设计结果进行检验、性能分析与评价。⑤具有版本控制功能。⑥具有多专业协同设计以及异地协同设计的能力。⑦具有输出数据信息、图形和设计文档的能力，以及将设计成果数字化移交的能力。

CAD系统在火力发电厂工程设计中的应用主要体现在资料收集、方案研究、系统设计、布置设计、分析计算、详图生成和成品移交等方面。

①资料收集。电厂设计需用的大量工程设计依据，如厂区地形、地质、水文、环保、燃料、动力和废弃物排除以及设备材料等基础资料，由人工搜集或从网络上获取后存入计算机，部分可以由遥感技术获得的图片、胶片上的信息经数据处理后输入存储器，由计算机分析整理，供设计应用。

②方案研究。对工程厂址总体规划、建厂条件和各工艺系统进行方案优化选择。CAD系统根据设计规程、规范、导则等指导性文件以及各项参考设计标准，运用系统工程理论对方案进行经济分析、可靠性分析、技术特性指标测算和技术经济综合评估。

③系统设计。根据设计原则和相关资料、规程规范对工艺系统及仪表流程、电气原理进行设计和优化，包括系统拟定、设备选型计算、设计参数选取、管道规格计算、阀门选型、仪表设置、控制功能连接、编码等，并通过系统设计平台的校验功能进行数据一致性和完整性校验。

④布置设计。在三维协同布置设计平台，根据设计原则、外部资料和相关规范、各系统对布置的要求进行厂房和厂房内各空间占位对象的布置，包括拟定基本轴网和楼层标高，拟定结构构件基本断面，进行框架结构布置设计。在此基础上进行各专业设备、通道、管道、电缆通道、建筑门窗、楼梯等各类空间占位对象（包括保温和安装、操作、检修维护空间）的布置设计，并逐步完善结构布置。通过布置设计平台的检查功能进行数据一致性、完整性检查和碰撞检查，并通过二三维接口与系统设计进行校验。

⑤分析计算。进行工程计算和专题研究。如短路电流计算、导线拉力计算、接地计算、绝缘配合计算、管道静态和动态应力分析、流体分析、厂房框架结构应力计算、冷却塔结构计算等。计算程序具有与系统或布置协同设计平台的双向接口，使其可以从系统或布置设计公用数据库接收原始数据，产生计算模型，并接受设计者干预，分析计算结果可返回系统或布置设计平台修正系统或布置模型。

⑥详图设计及成品移交。根据系统设计、布置设计和分析计算的结果，利用各专业详图CAD软件生成和输出加工、制造、安装详图，包括结构、建筑、设备、管道、支吊架、仪表、电缆等的详图、清册或文档，并将数字化设计成果发布至移交平台，提供可视化、数字化的设计成品。