水电站关键螺栓在线监测预警系统解决方案

一、 行业背景

目前水轮机核心部件关键重要螺栓的设计和分析主要存在以下问题：

（1）只单独对螺栓受静载荷作用下的强度进行校核，没有考虑运行过程中交变载荷作用在连接件上对螺栓所受应力状态产生的影响；

（2）评估指标单一，直接监测螺栓振动值，以振动值作为评判能否安全运行的依据，不能准确反映状态；

（3）无有效手段对水轮机核心部件关键重要螺栓进行在线监测与评估，无法全面反映这些螺栓动态特性。

成都国科自动化，依托现有先进的智能传感技术、物联网技术、大数据分析技术等技术，开展水电站关键重要螺栓在线监测与预警技术系统性的研究，成功研发了一套水电站关键螺栓在线监测预警系统，本系统可实现全面掌握键重要螺栓的预紧和工作状态，消除螺栓预紧力监测盲点，保证水电站机组关键重要螺栓的安全可靠，进一步防范螺栓松动、断裂及水淹厂房等重大风险。

二、系统概述

国科GKLS1300系列水电站关键螺栓在线监测预警系统，是通过对重要螺栓的松动、断裂等进行在线智能监测，并对故障进行诊断分析、报警及储存，以便于工作人员及时采取措施，避免重大事故的发生。

本系统广泛应用于风电、水电站重要部分关键螺栓受力监测、松断监测；钢结构、桥梁等重要关键受力部件螺栓远程监测；法兰面螺栓装配工艺螺栓轴力监测。可全面掌握关键重要螺栓的预紧和工作状态，保证关键重要螺栓的安全可靠，进一步防范螺栓松动、断裂等导致的重大事故的发生。

三、 系统结构

水电站关键螺栓在线监测预警系统主要由：超声应力测量模块、通道切换器、电力载波模块、贴片式超声传感器（、磁吸触头、磁吸式温度传感器、开关电源（24vDC）、交流电源（220vAC）、网络交换机、局域网服务器、软件系统、现场控制柜及各类线缆组成。

其中：核心为主机，每个主机只有一个测量通道。为了实现通道扩展和接线便利，引入通道切换器，每个通道切换器包含了10路超声传感器接入通路和10路高精度温度采集通道。主机、通道切换器、OFC和开关电源安装在现场电控柜；局域网服务器布控在主控室，局域网服务器上安装软件系统。在每个被测螺栓上安装有贴片式超声传感器。

随着物联网、大数据等技术的不断发展，水电站关键螺栓在线监测预警系统将与这些先进技术相结合，实现更加智能化、自动化的监测和预警。通过大数据分析和机器学习算法，系统能够实现对螺栓紧固状态的更加准确和全面的预测和评估，为电站的安全运行提供更加有力的保障。