複雜海洋環境下海工智能定製裝備機構與控制流程
潮汐發電是清潔、無污染的新型發電模式，它與普通水力發電原理類似，通過出水庫，在漲潮時將海水儲存在水庫內，以勢能的形式保存；然後，在落潮時放出海水，利用高、低潮位之間的落差，推動水輪機齒輪旋轉，帶動發電機發電。由於潮汐發電機組常年在海洋中工作，工程師遠程實現對機組的維護、調整便成為了一項重要工作，尤其是發電機組齒輪箱運行系統，由於齒輪不間斷的摩擦，致使溫度升高，若不進行降溫處理，將影響發電效率、系統壽命。解決機組冷卻系統的自動化調控問題是重中之重，它也是制約我國開展大型潮汐發電機組建設的因素之一。
利用智能定製化裝備解決機組冷卻難題
潮汐發電機組的結構長度往往沿海岸線數百米，僅針對發電機組齒輪箱的冷卻系統自動化調控課題，新建大型潮汐電站顯然不切實際。那就需要根據課題需求，進行工藝設備的研製及小試，科學研究，裝備先行。作為中國智能定製裝備的領導者，北鋼聯早在2010年就開啟了海工定製裝備的研製工作，利用自身技術儲備和專家級研發團隊，先後完成了多項複雜海洋環境下的裝備研製項目，積累了豐富的海工裝備研製經驗，國家課題組藉助他們的力量完成了潮汐發電機組冷卻試驗設備的研製。
該設備智能化程度高，不僅可以模擬實際潮汐發電的工況、環境溫度，還能實現發電機組齒輪箱冷卻系統的自動化控制，確保發電設備正常運行。試驗設備採用圓柱形設計，共由十大部分組成：上、下兩部罩體、四套冷卻淋浴系統、冷卻水放流裝置、冷卻水加壓分控裝置、操作平台、控制系統。設備總發熱量21kw，其中齒輪箱11kw，發電機10kw，運行溫度不大於30℃，整機均採用304不鏽鋼製作，耐腐蝕、強度高，利用循環水系統可實現冷卻系統的連續動態調節。
圖1 潮汐發電機組冷卻設備示意圖
潮汐發電機組冷卻實驗設備各機構簡介
1、上下罩體部分，是淋浴部件的安裝固定平台，具有內外隔熱、防止噴淋冷卻水飛濺、液體導流的作用，框架整體由不鏽鋼鋼板焊接而成。
（A）端部防漏密封解決方案（防水簾及迷宮密封防漏）
（B）固定定位及防漏密封解決方案（錐形定位銷及迷宮密封防漏）
（C）電纜進出密封防漏解決方案（延長及收口橡膠擋片防漏）
（D）傳動軸密封防漏解決方案（延長及收口橡膠擋片防漏）
2、冷卻系統一、冷卻系統二用於發電機淋浴冷卻時的冷卻水細化噴淋；冷卻系統三、冷卻系統四用於齒輪箱的細化噴淋，採用多組噴淋淋浴方式，提高冷卻效果及降低冷卻水的消耗量，與DCS控制系統協同構成智能化噴淋體系。由主管道、噴頭、主管道流量檢測流量開關、安裝座等組成。
3、冷卻水放流裝置，用於噴淋冷卻後的冷卻水的集中放流，採用自放流方式，由集中水槽、電動切斷閥、管道等組成。
4、冷卻水加壓分控裝置，用於冷卻淡水的過濾、加壓、分流控制，採用恆壓加壓供給方式。該裝置由：變頻加壓泵、壓力測量裝置、流量感測器、鏈接管道、分控電磁閥、過濾器、安裝座等組成。
圖2 自動化控制系統示意圖
5、操作平台，用於設備的操作、維護、實驗前裝配、實驗後拆除等作業的智能化輔助平台。
6、控制系統，通過DCS的控制方式實現淋浴冷卻加壓控制、分流控制等使設備穩定運行。控制系統由：電力控制部分、儀錶控制部分組成。控制櫃採用施耐德標準GGT控制櫃，低壓電氣部件採用施耐德電壓電氣產品（空氣短路保護器、小型斷路保護器、交流接觸器、中間繼電器、熱繼電器、接線端子、按鈕、指示燈等）；動力驅動控制部分採用變頻器、交流接觸器等；感測器方面採用OMRON系列產品，使用國際一流品牌保證控制系統精確可靠。
潮汐發電機組冷卻實驗設備智能化程度高，可根據科研人員的條件設定，在模擬實際環境的前提下，根據溫度變化，調控循環水進行齒輪箱的冷卻，並能自動進行一系列參數的測定、記錄、反饋。該定製化設備集成了海工科技領域的前沿技術，從結構的先進性、工藝的可行性、控制系統的穩定性上綜合考慮，測量了水冷機組的效率、控制、溫度場等數據，為大型潮汐發電機組的研製提供了難能可貴的理論依據，並且在未來將進行中試放大研究，更進一步的貼近實際發電冷卻環境。北鋼聯集智能製造技術，踴躍參與海工智能定製裝備相關的科學研究，為我國綜合高效的利用海洋資源、海工科技的長期穩定發展奠定了良好的裝備基礎。
北鋼聯—工業智能裝備定製專家
北鋼聯的發展起始於2007年。作為全國智能製造裝備研製產業的領軍企業，北鋼聯在中國智能製造業發展中以創新的技術研發、專業的製造交付和誠信的服務支持顯著地促進了中國工業企業的自動化與智能化。主要業務涵蓋智能裝配與檢測、自動化設備與生產線研製、智能裝備與系統集成等領域，是目前國內僅有的可提供規劃、設計、製造、安裝、集成、調試和運維於一體的整體解決方案提供商。
