工業(yè)大塊頭設備如何更新？看40多歲機組的“智慧升級”

實施新一輪設備更新與消費品以舊換新，是我國激發(fā)消費活力、推動產業(yè)升級、邁向經(jīng)濟高質量發(fā)展的關鍵舉措。那么，工業(yè)領域這些大塊頭的裝備、設備到底要怎么更新？在實施過程中，又會遇到哪些問題？

　　葛洲壩水電站智能化改造

　　實現(xiàn)對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)投入運行四十多年。以往，閘門的啟閉，全靠人工操作大型門機完成。為加快數(shù)字化轉型，葛洲壩水電站開啟了智能門機的研制工作。那么，門機的智慧化升級過程中有哪些技術難點？將百噸閘門的自動控制精度達到毫厘之間，是如何實現(xiàn)的？

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

　　門機，又稱門式起重機，它是關乎防洪度汛、能源保供以及電站安全運行的關鍵設備。它高約30米，兩側跨度達到15米。門機下方，用鋼絲繩吊著一根抓梁，它就好比門機的一雙手，之前駕駛員就是通過操控這臺門機，在10米高空的駕駛室內完成閘門抓起和落下。

　　動作看起來簡單，但要在全長近千米的壩面，精確找到對應的機組，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。

　　三峽集團長江電力葛洲壩電廠生產管理部工程師 張海龍：司機是在10米以上的高空當中，她對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觀看。

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

　　在門機智能化改造的方案中，減少人工操作步驟，實現(xiàn)一鍵啟閉，精準定位，是無人操控的第一步。經(jīng)過反復研判和設計，研發(fā)團隊通過加裝200多個傳感器和多套定位系統(tǒng)，在傳統(tǒng)門機上融合了多種前沿科技手段。

　　葛洲壩智能門機研發(fā)項目團隊高級工程師 高鈺敏：融合了北斗定位、激光、UWB（無線載波通信技術），還包括直線編碼、標簽，也包括AI識別，應該這么多方案都用上了。相當于說我還是有套算法，去計算什么時候全速，什么時候慢速，什么時候要利用慣性自動停下來，停下來剛好是那個一毫米以內。

　　如今，有了這套“智慧大腦”，當操作人員輕點屏幕下發(fā)指令，門機就可以實現(xiàn)全自動化運行。顯示屏上，門機的移動行程，抓梁起升的重量，都一目了然。操作人員從以前坐在10米高空手動操作，轉變?yōu)樵诘孛娓S設備移動觀察。

　　三峽集團長江電力葛洲壩電廠機械水工維修部工程師 舒雨菡：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)更多智慧轉型。

　　三峽集團長江電力葛洲壩電廠副廠長 楊進：實現(xiàn)了遠程操控功能，直接將操作人員趕往現(xiàn)場的時間降低為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，開展了數(shù)據(jù)的實時采集、分析監(jiān)測，實現(xiàn)了門機全生命周期狀態(tài)監(jiān)測，構建了水電站金屬結構設備智能互聯(lián)系統(tǒng)。

　　三重保障

　　讓門機抓梁水下作業(yè)更可靠

　　解決了精準對位，只是完成了第一步，水電站門機的一個顯著特點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)團隊給水下信號傳輸，上了三重保障，讓門機抓梁水下作業(yè)更可靠。

　　穿銷，這一看似簡單的動作，卻是確保閘門在提落過程中穩(wěn)固不落的關鍵。它要求抓梁兩側的插銷精準無誤地插入閘門吊耳的孔內，以順利完成提門、落門的動作。

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

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

　　葛洲壩智能門機研發(fā)項目團隊高級工程師 劉艷：防水實驗壓力可以達到兩兆帕，基本上相當于在水下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沒有問題的。

　　為進一步增強穩(wěn)定性，水下設備不僅穿上了厚厚的不銹鋼外衣，還另外加了一層保護罩。此外，研發(fā)人員還通過數(shù)字化傳感設備，給水下信號的穩(wěn)定傳輸多加了兩重保障。

　　水下作業(yè)可感知 能為魚兒“踩剎車”

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

　　業(yè)內專家認為，對于已建成的大壩來講，實現(xiàn)智能改造是提質增效、推動持續(xù)安全運行的有效探索。

　　中國工程院院士、中國大壩協(xié)會副理事長 鈕新強：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。它比原來的傳統(tǒng)的機制，或者傳統(tǒng)的技術，要更安全，更可靠，更高效。

　　中國電建集團華東勘測設計研究院 高林鋼：葛洲壩電站是一個比較早的電站，進行不斷改造，實現(xiàn)了像無人駕駛、自動化這些功能，對于我國未來水電工程的發(fā)展還是具有一個里程碑意義的。

　　出臺扶持政策

　　穩(wěn)妥推進水電設備更新改造

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

　　在云南，多座老舊水電站通過引入先進的水輪機、發(fā)電機等關鍵設備，以及智能化、自動化技術，不僅實現(xiàn)了發(fā)電效率的提升，更在運維水平上有了全面提高。當?shù)卣畬吓f水電站設備更新改造項目，給予增值稅、所得稅等稅收減免優(yōu)惠。在政策的引導下，各地老舊水電站紛紛展開了設備更新改造工作。

　　為進一步推動老舊水電站設備更新改造工作，中央財政將投入約80億元，用于支持農村老舊水電站的增效擴容改造。這筆資金將帶動地方政府和社會投資約140億元，共同推動老舊水電站的設備更新和技術升級。同時，對于符合條件的老舊水電站設備更新改造項目，中央財政還將給予直接補貼，以進一步降低企業(yè)改造成本。

　　以設備更新推動傳統(tǒng)產業(yè)升級

　　大規(guī)模設備更新，傳統(tǒng)產業(yè)是主戰(zhàn)場。用技術上更先進、經(jīng)濟上更合理的新設備來代替舊設備，將推動企業(yè)加大投入并拉動社會投資的同時，也推動傳統(tǒng)產業(yè)高端化發(fā)展。有專家預計，未來三年工業(yè)領域設備更新投資將形成超過10萬億的需求空間。

　　我國是制造業(yè)大國，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)產業(yè)主要包括石化化工、鋼鐵、有色、建材、機械、輕工、紡織等，在制造業(yè)中占比超過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：設備更新所涉及的先進設備更新、數(shù)字化轉型、綠色裝備推廣、穩(wěn)質安全水平提升等行動，將有效促進產業(yè)，尤其是傳統(tǒng)產業(yè)的技術進步、工藝升級、數(shù)字轉型、節(jié)能降耗、安全生產，推動產業(yè)高端化、智能化、綠色化轉型，具有牽一發(fā)而動全身的帶動效應。

　　目前我國大量企業(yè)設備更新周期較長，很多在役的設備還處于中低端，通過推動工業(yè)領域大規(guī)模設備更新，一方面有助于企業(yè)提高生產效率，提升產品質量。另一方面對于許多存在安全生產隱患的超期服役設備將從源頭化解安全風險，提高企業(yè)穩(wěn)質安全水平。

中國信通院兩化所副所長 鞏天嘯：2023年全國工業(yè)領域設備投資的規(guī)模達到了4.4萬億元，占全社會設備投資的比重也超過了70%。推動工業(yè)領域設備更新實施方案提出，到2027年，工業(yè)領域設備投資的規(guī)模要較2023年增長25%以上。根據(jù)這一目標，未來三年工業(yè)領域設備更新投資將形成超過10萬億的需求空間。

來源：央視新聞客戶端

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