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      工業(yè)大塊頭設(shè)備如何更新?看40多歲機(jī)組的“智慧升級(jí)”

      時(shí)間:2024-11-19 16:06:34 

      實(shí)施新一輪設(shè)備更新與消費(fèi)品以舊換新,是我國(guó)激發(fā)消費(fèi)活力、推動(dòng)產(chǎn)業(yè)升級(jí)、邁向經(jīng)濟(jì)高質(zhì)量發(fā)展的關(guān)鍵舉措。那么,工業(yè)領(lǐng)域這些大塊頭的裝備、設(shè)備到底要怎么更新?在實(shí)施過(guò)程中,又會(huì)遇到哪些問(wèn)題?

        葛洲壩水電站智能化改造

        實(shí)現(xiàn)對(duì)百噸閘門的毫厘控制

        葛洲壩水電站是世界上最大的徑流式水電站,已經(jīng)投入運(yùn)行四十多年。以往,閘門的啟閉,全靠人工操作大型門機(jī)完成。為加快數(shù)字化轉(zhuǎn)型,葛洲壩水電站開(kāi)啟了智能門機(jī)的研制工作。那么,門機(jī)的智慧化升級(jí)過(guò)程中有哪些技術(shù)難點(diǎn)?將百噸閘門的自動(dòng)控制精度達(dá)到毫厘之間,是如何實(shí)現(xiàn)的?

        記者在葛洲壩二江電站機(jī)組進(jìn)水口壩面看到,智能化改造的門機(jī)正在工作著,以往煩瑣的人工操作,眼下升級(jí)為全自動(dòng)的智能模式。

        門機(jī),又稱門式起重機(jī),它是關(guān)乎防洪度汛、能源保供以及電站安全運(yùn)行的關(guān)鍵設(shè)備。它高約30米,兩側(cè)跨度達(dá)到15米。門機(jī)下方,用鋼絲繩吊著一根抓梁,它就好比門機(jī)的一雙手,之前駕駛員就是通過(guò)操控這臺(tái)門機(jī),在10米高空的駕駛室內(nèi)完成閘門抓起和落下。

        動(dòng)作看起來(lái)簡(jiǎn)單,但要在全長(zhǎng)近千米的壩面,精確找到對(duì)應(yīng)的機(jī)組,并完成百噸閘門的起吊工作,駕駛員需要與3名地面輔助人員之間密切配合。

        三峽集團(tuán)長(zhǎng)江電力葛洲壩電廠生產(chǎn)管理部工程師 張海龍:司機(jī)是在10米以上的高空當(dāng)中,她對(duì)于閘門和門槽的位置是看不到的,所以她依賴于下面的指揮,和其他一些輔助人員來(lái)觀看。

        高空作業(yè),慣性加上風(fēng)力影響,控制抓梁的鋼絲繩搖擺不止,給精準(zhǔn)對(duì)位增加了難度。

        在門機(jī)智能化改造的方案中,減少人工操作步驟,實(shí)現(xiàn)一鍵啟閉,精準(zhǔn)定位,是無(wú)人操控的第一步。經(jīng)過(guò)反復(fù)研判和設(shè)計(jì),研發(fā)團(tuán)隊(duì)通過(guò)加裝200多個(gè)傳感器和多套定位系統(tǒng),在傳統(tǒng)門機(jī)上融合了多種前沿科技手段。

        葛洲壩智能門機(jī)研發(fā)項(xiàng)目團(tuán)隊(duì)高級(jí)工程師 高鈺敏:融合了北斗定位、激光、UWB(無(wú)線載波通信技術(shù)),還包括直線編碼、標(biāo)簽,也包括AI識(shí)別,應(yīng)該這么多方案都用上了。相當(dāng)于說(shuō)我還是有套算法,去計(jì)算什么時(shí)候全速,什么時(shí)候慢速,什么時(shí)候要利用慣性自動(dòng)停下來(lái),停下來(lái)剛好是那個(gè)一毫米以內(nèi)。

        如今,有了這套“智慧大腦”,當(dāng)操作人員輕點(diǎn)屏幕下發(fā)指令,門機(jī)就可以實(shí)現(xiàn)全自動(dòng)化運(yùn)行。顯示屏上,門機(jī)的移動(dòng)行程,抓梁起升的重量,都一目了然。操作人員從以前坐在10米高空手動(dòng)操作,轉(zhuǎn)變?yōu)樵诘孛娓S設(shè)備移動(dòng)觀察。

        三峽集團(tuán)長(zhǎng)江電力葛洲壩電廠機(jī)械水工維修部工程師 舒雨菡:從傳統(tǒng)門機(jī)駕駛員,變成了執(zhí)行過(guò)程中的監(jiān)督者,這樣可以讓我從繁重的門機(jī)操作中解脫出來(lái),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(lái)助力大國(guó)重器實(shí)現(xiàn)更多智慧轉(zhuǎn)型。

        三峽集團(tuán)長(zhǎng)江電力葛洲壩電廠副廠長(zhǎng) 楊進(jìn):實(shí)現(xiàn)了遠(yuǎn)程操控功能,直接將操作人員趕往現(xiàn)場(chǎng)的時(shí)間降低為0,而且操作人員的數(shù)量從4人減到了1人,綜合效率提升了500%。還依托物聯(lián)網(wǎng)、大數(shù)據(jù)、人工智能等前沿科技,開(kāi)展了數(shù)據(jù)的實(shí)時(shí)采集、分析監(jiān)測(cè),實(shí)現(xiàn)了門機(jī)全生命周期狀態(tài)監(jiān)測(cè),構(gòu)建了水電站金屬結(jié)構(gòu)設(shè)備智能互聯(lián)系統(tǒng)。

        三重保障

        讓門機(jī)抓梁水下作業(yè)更可靠

        解決了精準(zhǔn)對(duì)位,只是完成了第一步,水電站門機(jī)的一個(gè)顯著特點(diǎn)就是很大一部分操作需要在水下完成。在本次改造中,研發(fā)團(tuán)隊(duì)給水下信號(hào)傳輸,上了三重保障,讓門機(jī)抓梁水下作業(yè)更可靠。

        穿銷,這一看似簡(jiǎn)單的動(dòng)作,卻是確保閘門在提落過(guò)程中穩(wěn)固不落的關(guān)鍵。它要求抓梁兩側(cè)的插銷精準(zhǔn)無(wú)誤地插入閘門吊耳的孔內(nèi),以順利完成提門、落門的動(dòng)作。

        隨著科技的進(jìn)步,引入了信號(hào)傳輸與輔助監(jiān)控技術(shù),極大地提升了水下穿銷成功率,但信號(hào)傳輸?shù)姆€(wěn)定性、畫面顯示的清晰度,都給水下作業(yè)的精準(zhǔn)度帶來(lái)影響。

        智能改造的過(guò)程中,為了確保水下作業(yè)的準(zhǔn)確性和穩(wěn)定性,研發(fā)人員給水下信號(hào)傳輸上的第一道保險(xiǎn),就是提高設(shè)備等級(jí),通過(guò)模擬深水環(huán)境,確保設(shè)備的抗壓性和敏銳度。

        葛洲壩智能門機(jī)研發(fā)項(xiàng)目團(tuán)隊(duì)高級(jí)工程師 劉艷:防水實(shí)驗(yàn)壓力可以達(dá)到兩兆帕,基本上相當(dāng)于在水下200米的深度,那么能夠在接受200米的深度工作,它在10米的深度工作是絕對(duì)沒(méi)有問(wèn)題的。

        為進(jìn)一步增強(qiáng)穩(wěn)定性,水下設(shè)備不僅穿上了厚厚的不銹鋼外衣,還另外加了一層保護(hù)罩。此外,研發(fā)人員還通過(guò)數(shù)字化傳感設(shè)備,給水下信號(hào)的穩(wěn)定傳輸多加了兩重保障。

        水下作業(yè)可感知 能為魚(yú)兒“踩剎車”

        工作人員告訴記者,在閘門啟閉時(shí),魚(yú)類隨著巨大水流進(jìn)入閘道時(shí)有發(fā)生。葛洲壩下游區(qū)域,是長(zhǎng)江江段目前唯一的中華鱘自然產(chǎn)卵區(qū)。智能設(shè)備的上線,對(duì)水生生物的保護(hù),也多了一重保障。

        業(yè)內(nèi)專家認(rèn)為,對(duì)于已建成的大壩來(lái)講,實(shí)現(xiàn)智能改造是提質(zhì)增效、推動(dòng)持續(xù)安全運(yùn)行的有效探索。

        中國(guó)工程院院士、中國(guó)大壩協(xié)會(huì)副理事長(zhǎng) 鈕新強(qiáng):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(shì)。它比原來(lái)的傳統(tǒng)的機(jī)制,或者傳統(tǒng)的技術(shù),要更安全,更可靠,更高效。

        中國(guó)電建集團(tuán)華東勘測(cè)設(shè)計(jì)研究院 高林鋼:葛洲壩電站是一個(gè)比較早的電站,進(jìn)行不斷改造,實(shí)現(xiàn)了像無(wú)人駕駛、自動(dòng)化這些功能,對(duì)于我國(guó)未來(lái)水電工程的發(fā)展還是具有一個(gè)里程碑意義的。

        出臺(tái)扶持政策

        穩(wěn)妥推進(jìn)水電設(shè)備更新改造

        為支持老水電站的設(shè)備更新改造,我國(guó)多部門協(xié)同發(fā)力,出臺(tái)了一系列扶持政策,旨在降低企業(yè)改造成本,激發(fā)市場(chǎng)活力,推動(dòng)水電行業(yè)向綠色、高效、智能化方向轉(zhuǎn)型升級(jí)。

        在云南,多座老舊水電站通過(guò)引入先進(jìn)的水輪機(jī)、發(fā)電機(jī)等關(guān)鍵設(shè)備,以及智能化、自動(dòng)化技術(shù),不僅實(shí)現(xiàn)了發(fā)電效率的提升,更在運(yùn)維水平上有了全面提高。當(dāng)?shù)卣畬?duì)老舊水電站設(shè)備更新改造項(xiàng)目,給予增值稅、所得稅等稅收減免優(yōu)惠。在政策的引導(dǎo)下,各地老舊水電站紛紛展開(kāi)了設(shè)備更新改造工作。

        為進(jìn)一步推動(dòng)老舊水電站設(shè)備更新改造工作,中央財(cái)政將投入約80億元,用于支持農(nóng)村老舊水電站的增效擴(kuò)容改造。這筆資金將帶動(dòng)地方政府和社會(huì)投資約140億元,共同推動(dòng)老舊水電站的設(shè)備更新和技術(shù)升級(jí)。同時(shí),對(duì)于符合條件的老舊水電站設(shè)備更新改造項(xiàng)目,中央財(cái)政還將給予直接補(bǔ)貼,以進(jìn)一步降低企業(yè)改造成本。

        以設(shè)備更新推動(dòng)傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)升級(jí)

        大規(guī)模設(shè)備更新,傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)是主戰(zhàn)場(chǎng)。用技術(shù)上更先進(jìn)、經(jīng)濟(jì)上更合理的新設(shè)備來(lái)代替舊設(shè)備,將推動(dòng)企業(yè)加大投入并拉動(dòng)社會(huì)投資的同時(shí),也推動(dòng)傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)高端化發(fā)展。有專家預(yù)計(jì),未來(lái)三年工業(yè)領(lǐng)域設(shè)備更新投資將形成超過(guò)10萬(wàn)億的需求空間。

        我國(guó)是制造業(yè)大國(guó),2023年制造業(yè)增加值占GDP比重26.2%,占全球比重約30%。傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)主要包括石化化工、鋼鐵、有色、建材、機(jī)械、輕工、紡織等,在制造業(yè)中占比超過(guò)80%。

        工業(yè)和信息化部賽迪研究院規(guī)劃研究所工業(yè)投資研究室主任 樊蒙:設(shè)備更新所涉及的先進(jìn)設(shè)備更新、數(shù)字化轉(zhuǎn)型、綠色裝備推廣、穩(wěn)質(zhì)安全水平提升等行動(dòng),將有效促進(jìn)產(chǎn)業(yè),尤其是傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)的技術(shù)進(jìn)步、工藝升級(jí)、數(shù)字轉(zhuǎn)型、節(jié)能降耗、安全生產(chǎn),推動(dòng)產(chǎn)業(yè)高端化、智能化、綠色化轉(zhuǎn)型,具有牽一發(fā)而動(dòng)全身的帶動(dòng)效應(yīng)。

        目前我國(guó)大量企業(yè)設(shè)備更新周期較長(zhǎng),很多在役的設(shè)備還處于中低端,通過(guò)推動(dòng)工業(yè)領(lǐng)域大規(guī)模設(shè)備更新,一方面有助于企業(yè)提高生產(chǎn)效率,提升產(chǎn)品質(zhì)量。另一方面對(duì)于許多存在安全生產(chǎn)隱患的超期服役設(shè)備將從源頭化解安全風(fēng)險(xiǎn),提高企業(yè)穩(wěn)質(zhì)安全水平。

      中國(guó)信通院兩化所副所長(zhǎng) 鞏天嘯:2023年全國(guó)工業(yè)領(lǐng)域設(shè)備投資的規(guī)模達(dá)到了4.4萬(wàn)億元,占全社會(huì)設(shè)備投資的比重也超過(guò)了70%。推動(dòng)工業(yè)領(lǐng)域設(shè)備更新實(shí)施方案提出,到2027年,工業(yè)領(lǐng)域設(shè)備投資的規(guī)模要較2023年增長(zhǎng)25%以上。根據(jù)這一目標(biāo),未來(lái)三年工業(yè)領(lǐng)域設(shè)備更新投資將形成超過(guò)10萬(wàn)億的需求空間。

      來(lái)源:央視新聞客戶端

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