56第46卷第10期2023年10月Vol.46No.10Oct.2023水电站机电技术Mechanical&ElectricalTechniqueofHydropowerStation0引言尾水管是混流式水轮机的最后一个过流部件，其主要作用为将转轮出口水流引向下游，并对转轮出口的动能进行回收，提高水轮机的整机效率。为方便尾水管检查和转轮维护，一般在尾水管的锥管段设置有外开、铰链式的矩形进人门，门盖通过螺栓把合的方式进行固定和密封，是机组日常巡检的重点区域。机组运行期间，尤其是低负荷、升压和甩负荷等极端工况，尾水管承受着周期性的压力脉动，国内外水电机组均出现过进人门螺栓松动及断裂、焊缝开裂漏水等问题[1-3]，容易诱发水淹厂房的重大安全事故。本文以某巨型混流式水轮机尾水进人门为例，首次采用光纤光栅应变在线监测传感技术，对尾水门有限元仿真模型进行了真机实测精度验证，为高精度尾水门数字孪生物理场模型构建提供可靠依据。1发电设备数字孪生与智能运维随着物联网、大数据、人工智能、先进监测技术和设备健康管理与故障诊断技术的进步与融合，大型工业装备也朝着设备数字化、管理数字化和服务智能化等应用方向发展。数字孪生技术作为一项联系物理实体和数字模型的关键技术，可以实现物理实体和数字孪生体之间的双向映射和动态交互，通过实时监测、动态感知物理实体的实际状态，使用数字孪生物理场模型进行优化、决策、诊断和预测，达到对水电机组实体全生命周期监测和控制的目标，为机组数字化智能运维提供技术支撑[4-6]。物理场模型构建的关键技术包括新增传感装置、模型构建、仿真分析和预测诊断功能开发，其中，仿真模型精度的真机验证是整个模型构建过程中最为基础和关键的环节。2结构应变监测原理结构应变测量方法包括应变片电测法、光纤光栅应变测量法、数字图像相关法、X射线应力测量、声弹性超声测力法等[7-8]。由于光纤传感器具备信号衰减小、可长距离测量、抗电磁干扰、长期零点稳定、温度漂移微小、灵敏度高、准分布式测量、安装工艺简便可靠等优点，本项目中采用四川拜安科技有限公司的焊接式光纤光栅传感器进行尾水门结构应收稿日期：2023-07-19基金项目：中国长江电力股份有限公司2021年工业互联网创新发展工程——工业数字孪生管理系统项目。作者简介：罗金文（1975-），男，高级工程师，从事电气一次专业技术及设备设施专业技术、设备管理及科技创新工作。通信作者：胡庆雄（1987-），男，高级工程师，从事电气一次设备技术管理工作。光纤应变技术在水轮机尾水...
