登录 | 注册

乌东德特高拱坝仓面喷雾智能控制成套装置

36

成果主要完成人

陈文夫、杨 宁、刘 毅、乔 雨、谭尧升、朱振泱、林 星、谭 鹏、昌子多

项目概况

温控防裂一直是大坝混凝土亟待解决世界级难题。乌东德、白鹤滩是“十三五”西电东送骨干工程,总装机容量102000MW和160000MW,系世界千万千瓦级巨型水电站。两座世界级特高拱坝(坝高270m、289m)地处干热河谷,坝址典型干热河谷具有气温高、昼夜温差大、风速大、湿度低特性,全年气温≥35℃天数达44.8%,温差最大达20℃,全年近百天相对湿度仅10%,最大风速高达32.9m/s,坝体开裂风险世所罕见。传统喷雾设备普遍存在“故障率高、降温效果有限、雾化颗粒粗、仓面积水”等局限,仓面降温幅度小,混凝土浇筑温度极易超标,仓面积水严重影响混凝土浇筑质量,急需对设备改造变革创新。项目研究团队依托乌东德、白鹤滩大坝工程,聚焦“降温效果好无积水”核心难题,开展喷雾设备过滤器、喷嘴结构、集水装置、水泵风机等关键技术研究,主要创新成果如下: (1)建立高温、强辐、低湿、强风环境多设备协同降温智能控制模型。提出混凝土平仓-坯层覆盖温升系数快速计算方法,建立了喷雾量-送风量-喷射角度联动控制模型,提出孔径、喷嘴与雾化降温关系模型,为喷雾多设备协同联动智能控制系统研发奠定基础; (2)研发超高集滤耐磨、超强抗风调压、超大角度双轴联动智能喷雾成套设备。研制轻量化集成式环境参数采集装置,发明纳米级别过滤器、高耐磨不锈钢磨陶瓷复合结构喷嘴及集液装置,破解传统喷雾降温“常积水、弱抗风、单角度、无联调”难题; (3)研发喷雾效果可视化分析展示及故障自动检测运维系统,构建了智能喷雾控制软件平台,实现喷雾降温装备运行状态、喷雾过程环境/参数/效果一体化协同管理。 采用本套仓面喷雾智能控制设备进行降温,节省一半以上设备资源,提高工效2倍及以上,喷雾系统降温效果好,可降低仓面温度10-16℃,雾化效果好,无降水、积水,有效保证了混凝土浇筑质量,远程自动化操控,并实现仓面温控数据的实时采集、传输和预警,确保混凝土温度可控。乌东德、白鹤滩大坝仓面降温效果显著,浇筑温度全面受控,最高温度达到世界之最,未出现温度裂缝,混凝土施工质量优良。该成套设备可节约的费用可以达到1.81亿元。 项目获得发明专利8项、规范1部,在乌东德、白鹤滩工程成功应用,具有雾化效果优、能耗低、环境友好等优势,效益显著,推广应用前景广阔,有效推动了行业进步及智能化发展水平。