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大吨位缆机群智能化控制与综合运维技术

  项目依托白鹤滩水电站特高拱坝工程,完成大坝混凝土运输810万立方米、金属结构安装12.6万吨,针对世界规模最大大吨位缆机群施工布置、安装、运维、智能化控制等关键技术问题,研究提出了一套特殊气候、复杂工况条件下安全高效的缆机群智能化控制与综合运维技术,创造了同类工程月/年浇筑强度施工新纪录,应用效果良好。

  一是针对工程特点,结合左右岸不对称地形特征,提出了“双层双平+高低两线混凝土生产系统+双层供料平台”缆机群布置方案,并在左岸采用A字型塔架结构,解决了缆机群占位、高效调配、主索跨距过大的难题。

  二是应用了缆机群可视化调度、智能化控制系统,包括目标位置设定、防碰撞预警与控制、防疲劳在线监控识别、导向滑轮轴承实时监测等功能模块,具有调度规划、目标识别、运行监控和效率分析等智能化控制功能,实现了缆机群多工况安全高效运行。

  三是开展了大风气象特征与缆机不同工况下运维参数分析研究,揭示了特殊工况下缆机运行的规律,构建了缆机运行原则和应急响应机制,降低安全风险,提高了运行效率。

  四是基于缆机群运行管理及检修维护研究,改造缆机结构,改进换绳工艺,优化控制程序,革新维保流程,建立了缆机专业运维安全技术标准体系,可为类似工程提供借鉴。

  白鹤滩水电站拥有世界最大缆机群,在缆机运行维护中,基于缆机群运行管理及检修维护研究,采用多仓同浇、无缝转仓方式,形成“两浇、两待、四验”的生产常态,创造了3~4仓同时浇筑的纪录,最大化利用人、机、材等资源,并将缆机单循环分解为4个单元12个分解动作进行分析,制定个性化运行方式,实现单台缆机最高运输强度14罐/小时,可长时间稳定在10罐/小时左右;改进换绳工艺,牵引绳采用大循环更换方式,将更换时间缩短至5天(以往更换时间为7~8天),同时降低了施工安全风险;优化控制程序;革新维保流程;建立了缆机专业运维安全技术标准体系,完善和创新了30多项管理制度,可为类似工程提供借鉴。

  以智能化建设平台为基础,同步研究缆机运行智能监控系统和缆机自动化控制系统,达到缆机实时监控、统计与分析,提高缆机运行管理水平,实现科学高效调度。通过缆机群的安全、智能、高效运行,保障了白鹤滩水电站安全准点发电,形成《水电水利工程缆索起重机施工技术规程》和《水电水利工程缆索起重机安装及验收规范》,填补了国内缆索式起重机行业标准的空白。

  科技创新对白鹤滩工程建设的驱动作用日益凸显,从而使缆机安装、运行引领水电行业潮头,树立了响当当的“四局缆机中国品牌”的名片,从而迎来了华丽转身,向高精尖、智能化迈进,自运行开始至使命结束,创造了混凝土吊运最高月强度27万立方米、最高年强度270万立方米的记录,截至目前,缆机群已安全高效运行22.6万台时,未发生安全事故。




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