一、 行業背景

目前水輪機核心部件關鍵重要螺栓的設計和分析主要存在以下問題：

（1）只單獨對螺栓受靜載荷作用下的強度進行校核，沒有考慮運行過程中交變載荷作用在連接件上對螺栓所受應力狀態產生的影響；

（2）評估指標單一，直接監測螺栓振動值，以振動值作為評判能否安全運行的依據，不能準確反映狀態；

（3）無有效手段對水輪機核心部件關鍵重要螺栓進行在線監測與評估，無法全面反映這些螺栓動態特性。

成都國科自動化，依托現有先進的智能傳感技術、物聯網技術、大數據分析技術等技術，開展水電站關鍵重要螺栓在線監測與預警技術系統性的研究，成功研發了一套水電站關鍵螺栓在線監測預警系統，本系統可實現全面掌握鍵重要螺栓的預緊和工作狀態，消除螺栓預緊力監測盲點，保證水電站機組關鍵重要螺栓的安全可靠，進一步防范螺栓松動、斷裂及水淹廠房等重大風險。

二、系統概述

國科GKLS1300系列水電站關鍵螺栓在線監測預警系統，是通過對重要螺栓的松動、斷裂等進行在線智能監測，并對故障進行診斷分析、報警及儲存，以便于工作人員及時采取措施，避免重大事故的發生。

本系統廣泛應用于風電、水電站重要部分關鍵螺栓受力監測、松斷監測；鋼結構、橋梁等重要關鍵受力部件螺栓遠程監測；法蘭面螺栓裝配工藝螺栓軸力監測。可全面掌握關鍵重要螺栓的預緊和工作狀態，保證關鍵重要螺栓的安全可靠，進一步防范螺栓松動、斷裂等導致的重大事故的發生。

三、 系統結構

水電站關鍵螺栓在線監測預警系統主要由：超聲應力測量模塊、通道切換器、電力載波模塊、貼片式超聲傳感器（、磁吸觸頭、磁吸式溫度傳感器、開關電源（24vDC）、交流電源（220vAC）、網絡交換機、局域網服務器、軟件系統、現場控制柜及各類線纜組成。

其中：核心為主機，每個主機只有一個測量通道。為了實現通道擴展和接線便利，引入通道切換器，每個通道切換器包含了10路超聲傳感器接入通路和10路高精度溫度采集通道。主機、通道切換器、OFC和開關電源安裝在現場電控柜；局域網服務器布控在主控室，局域網服務器上安裝軟件系統。在每個被測螺栓上安裝有貼片式超聲傳感器。

隨著物聯網、大數據等技術的不斷發展，水電站關鍵螺栓在線監測預警系統將與這些先進技術相結合，實現更加智能化、自動化的監測和預警。通過大數據分析和機器學習算法，系統能夠實現對螺栓緊固狀態的更加準確和全面的預測和評估，為電站的安全運行提供更加有力的保障。