葛洲壩水電站是長江干流上的第一座大型水電站，也是世界最大的低水頭、大流量、徑流式電站，已平穩(wěn)運行四十多年。作為中國水電發(fā)展的“活化石”，這座電站正悄然經(jīng)歷一場深刻的智能化變革。

▲葛洲壩水電站

在葛洲壩二江電站機組進水口壩面，智能化改造后的門機正高效作業(yè)。門機高達30米，兩側(cè)跨度達15米，重達500多噸，專門負責(zé)電站平面閘門啟閉操作，是保障防洪度汛、能源保供及電站安全運行的核心關(guān)鍵設(shè)備。而工程師只需要輕點屏幕，門機便即刻啟動全自動運行模式，昔日繁瑣的人工操作，已升級為全自主智能操作。這背后，究竟蘊藏著哪些硬核科技？

(資料圖片)

▲葛洲壩水電站智能門機

告別“搖啊搖”的操作迷茫傳統(tǒng)門機操作堪稱“高空繡花”絕技！駕駛員身處高空駕駛室，需與地面指揮精準配合，完成百噸閘門的毫米級定位，難度堪比蒙眼聽指令穿針引線。更具挑戰(zhàn)的是，門機采用鋼絲繩柔性連接，在風(fēng)力與慣性作用下，懸掛的重物會不由自主地搖擺，重量越大擺幅越明顯。經(jīng)驗豐富的老師傅能順勢通過“跟車”操作平穩(wěn)控險，而職場新人往往在持續(xù)晃動中手足無措，難以掌控方向。為讓新人快速掌握“跟車”秘訣，葛洲壩電廠啟動智能門機研制工作。研發(fā)團隊首先基于北斗、激光、UWB（無線載波通信）、直線編碼等傳感技術(shù)，構(gòu)建“粗定位+精確定位+反饋定位+冗余定位”的柔性定位體系，讓門機精準感知自身方位。隨后，團隊將老師傅的實操經(jīng)驗數(shù)字化，使門機可自主制定起點至終點的啟動、加速、勻速、減速、制動全流程策略，將百噸閘門的自動控制精度穩(wěn)定在±5毫米。配合門機與閘門信息智能互聯(lián)系統(tǒng)，借助視覺識別及RFID（射頻識別）等先進技術(shù)，實現(xiàn)對門庫閘門及閘門槽的精準識別與自動檢測，大幅提升閘門啟閉的自動化與智能化水平。

▲智能防撞系統(tǒng)模擬圖

在實際應(yīng)用中，這套系統(tǒng)成功破解了傳統(tǒng)人工操作中因高空作業(yè)、慣性及風(fēng)力影響導(dǎo)致的精準對位難題。即便在湍急水流中，抓梁也能精準對準水下閘門吊耳孔，準確完成起吊、入槽、穿銷等關(guān)鍵動作，面對復(fù)雜工況依舊穩(wěn)如磐石。此外，智能門機集成了金屬結(jié)構(gòu)應(yīng)力監(jiān)測、傳動機構(gòu)故障預(yù)警等功能。200多個傳感器實時采集設(shè)備運行數(shù)據(jù)，通過大數(shù)據(jù)分析實現(xiàn)全生命周期健康管理。這意味著門機不僅能“自主高效作業(yè)”，還能“主動自檢”，提前預(yù)判潛在故障，為水電站安全穩(wěn)定運行提供長效保障。水下作業(yè)的三重安全保障水電站門機核心作業(yè)場景聚焦水下，閘門提落過程中，抓梁需在水下精準完成穿銷鎖定這一關(guān)鍵動作。智能改造前，水下作業(yè)完全依賴操作人員的經(jīng)驗與手感，作業(yè)成功率難以保證，安全風(fēng)險居高不下。為破解水下信號傳輸難題、筑牢作業(yè)安全防線，研發(fā)團隊量身打造三重防護體系。

▲智能定位試驗

首先升級設(shè)備耐壓等級，將水下設(shè)備的抗壓標準提升至2兆帕，相當(dāng)于水下200米耐壓級別，可從容應(yīng)對水下高壓環(huán)境。其次采用雙重物理防護，為水下設(shè)備配備不銹鋼外殼與額外保護罩，有效抵御水流沖擊、泥沙磨損等外部干擾。最后構(gòu)建冗余傳輸通道，通過數(shù)字化傳感網(wǎng)絡(luò)實現(xiàn)信號多路徑傳輸，確保水下與地面的通信穩(wěn)定不中斷。這些改造成果將水下作業(yè)模式從以往的“盲操作”升級為“可視化精準控制”，操作人員在地面就能通過屏幕實時觀察水下工況，徹底告別高空作業(yè)的安全隱患。同時，門機搭載的激光雷達防撞系統(tǒng)，會實時掃描作業(yè)區(qū)域的人員與障礙物，一旦發(fā)現(xiàn)異常立即自動停機，為水下作業(yè)筑起一道堅實的安全防線。人機協(xié)作的新模式智能門機的投入使用，在作業(yè)效率上實現(xiàn)了質(zhì)的飛躍：閘門啟閉響應(yīng)時間由三十分鐘以上縮短至1分鐘以內(nèi)，操作人員由4人及以上減為1人，“一鍵”即可完成閘門啟閉操作。不僅提升了作業(yè)精度和效率，更帶來了操作人員工作模式的根本轉(zhuǎn)變。

▲傳統(tǒng)人工操作門機

這種轉(zhuǎn)變不僅降低了勞動強度和安全隱患，更讓年輕技術(shù)人員有機會發(fā)揮更大創(chuàng)造力。葛洲壩電廠機械水工維修部工程師表示：“從傳統(tǒng)門機駕駛員，變成了執(zhí)行過程中的監(jiān)督者，這樣可以讓我從繁重的門機操作中解脫出來，結(jié)合我自己的專業(yè)能力將更多的工作重心放在創(chuàng)新研發(fā)上，用我們年輕人的力量來助力大國重器實現(xiàn)更多智慧轉(zhuǎn)型。”作為運行四十余年的“資深”水電站，葛洲壩智能門機改造并非簡單的設(shè)備替換，而是我國工業(yè)領(lǐng)域設(shè)備更新、數(shù)字化轉(zhuǎn)型的生動縮影。中國工程院院士鈕新強評價：“已建大壩隨著使用年限增加，它的安全性肯定是呈下降趨勢。智能門機相比傳統(tǒng)機制和技術(shù)，更安全、更可靠、更高效。”當(dāng)更多“大國重器”插上科技翅膀，將加速國家傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)向高端化、智能化、綠色化轉(zhuǎn)型升級，為中國式現(xiàn)代化提供更加有力的支撐。

標簽： 水電站 水力發(fā)電 水電項目