随着全球经济的持续发展和气候环境不确定性的增加,能源产业如何以高质量发展精准对接碳中和战略,成为了业界普遍关注的焦点话题之一。

作为全球经济发展的重要引擎之一,中国的能源结构中火电所占比例较大。据中国电力企业联合会(以下简称“中电联”)发布的数据显示,截至2022年底,中国燃煤发电装机约11.2亿千瓦,占总发电装机容量比重为43.8%,煤电发电量占总发电量的比重为58.4%,火力发电既是保障我国能源安全的关键角色,也是中国实现“双碳”减排目标的重要一环,如何通过高效运维来提升火电企业发电效率、减少额外损耗、意外停机维护等带来的碳排放,是摆在火电企业面前的一道必考题。

从火电企业的运维实践来看,在煤电机组在运行过程中,设备故障造成的非计划停运较多,给电力生产带来诸多不利影响,其中锅炉水冷壁磨损泄漏故障是造成机组非计划停运的重要原因。统计数据显示,锅炉四管泄露事故占发电厂总事故的70%。一旦出现故障停炉检修,不仅会严重影响企业效益、干扰地区电网正常调度,还有可能对冬季供暖等社会民生事业带来严重影响。破解锅炉水冷壁运维短板已刻不容缓。

近年来,已经有越来越多的企业关注到这一火电生产中的痛点,开始借助前沿智能科技提升锅炉运维水平,减少停炉检修时间,北京中安吉泰科技有限公司就是其中的代表性企业之一。

在11月23日至24日召开的2023 年(首届)火电锅炉智能运维专题研讨会上,15位中电联专家组以鉴定会议形式对北京中安吉泰科技有限公司所提交的TRI锅炉水冷壁爬壁检测机器人和TRI锅炉四管健康分析系统两项创新产品进行了专业鉴定。

与会专家在对两款产品作业原理、性能参数等进行全面审核、评估后一致认为,北京中安吉泰科技有限公司所提交的TRI锅炉水冷壁爬壁检测机器人和TRI锅炉四管健康分析系统,覆盖受热面视觉检测、受热面测厚检测、吹灰器吹损检测、吹灰器、燃烧器内部检测、壁管胀粗变形检测等,涵盖磨损、砸伤、裂纹、高温腐蚀、变形、胀粗等6种水冷壁常见缺陷的检测识别,有效破解了传统锅炉水冷壁检修作业时间周期长、人工漏检、误检率高、作业操作风险高、历史数据管理难度大等难点,综合表现在业界处于国际前沿水平,为火电企业智能运维开启了全新可能。

此次鉴定会上,中电联专家组详细听取了北京中安吉泰科技有限公司对TRI锅炉水冷壁爬壁检测机器人和TRI锅炉四管健康分析系统两项成果的产品汇报并审阅了相关鉴定资料,还对各功能模块进行了现场模拟测试检验,对其应用能力进行全面审核。

从现场测试情况看,由TRI锅炉水冷壁爬壁检测机器人和TRI锅炉四管健康分析系统组成的新一代锅炉智能运维解决方案展现出了强大的颠覆性创新力。

智能缺陷检测,AI赋能高效识别

TRI锅炉水冷壁爬壁检测机器人本体搭载了视觉检测系统并支持第三视角检测,通过高清摄像头对水冷壁表面进行实时远程、高效检测,检测效率达到4m/min,并对水冷壁局部表面吹损、裂纹、砸伤、高温腐蚀等缺陷进行自动化识别和定位。

尤为值得一提的是,作为新一代智能机器人,TRI锅炉水冷壁爬壁检测机器人已将大模型融入缺陷检测之中,不仅可以对多种常见缺陷进行精准自动化识别和定位,还支持在每一次检测任务中不断更新完善训练集模型,将缺陷样本进行数据处理后应用到神经网格模型中,实现缺陷识别自进化,不断提升识别和定位的精准度。

无损胀粗测厚检测,直观呈现水冷壁性能状态

胀粗和测厚也是锅炉水冷壁日常检测不可或缺的环节,对识别锅炉风险隐患具有重要意义。TRI锅炉水冷壁爬壁检测机器人搭载了胀粗检测模块和无损测厚模块,不仅可以通过线性激光设备扫描测量壁管外径,获得精准胀粗数据,还可以在不使用耦合剂的情况下对工件表面有油漆、浮锈和凹凸不平等复杂锅炉场景进行无损管径测厚,标定减薄管具体位置。

不仅如此,在与TRI锅炉水冷壁爬壁检测机器人配套的TRI锅炉四管健康分析系统支持下,客户可以在管理平台上直观的看到经算法对数据进行处理分析计算后得出的受热面管胀粗率,以及水冷壁壁厚数据云图,精准而全面的掌握水冷壁状态。

高效清洁作业,适配不同类型锅炉

对用户普遍关注的锅炉清洁作业问题,TRI锅炉水冷壁爬壁检测机器人也交出了一份高分答卷。其搭载了高压水清洗模块和滚筒清灰模块,可对水冷壁螺旋段、平直段、斜灰斗进行高压水洗(清洗宽度:360mm,清洗压力:<60mpa,清洗效率: 3.2 m² /min)和除灰(滚筒转速: <95 转/min,清灰宽度: 600mm,清灰效率: 5.4 m² /min)作业,有效清除表面浮灰、浮焦,支持遥控器控制清灰开关、控制工装翻转,用户可根据实际情况用于干式捞渣机锅炉或易结焦性锅炉等不同类型的锅炉,为后续检测作业打好基础。

防坠升级,降低安全作业风险

火电锅炉内部空间大、环境复杂,采用人工作业不仅耗时长、效率低,容易出现误检、漏检情况,也存在着较高的高空作业风险。TRI锅炉水冷壁爬壁检测机器人配备了安全防坠系统,为机器人炉内作业提供安全保障,防止机器人工作中因壁管变形导致的打滑情况。通过线缆的收放配合机器人爬行,在收放器和防坠器同步配合控制下,实现机器自主行进作业,降低人工作业安全风险。

数据处理能力进阶,全面提升运维质量

除TRI锅炉水冷壁爬壁检测机器人外,TRI锅炉四管健康分析系统也给业界带来了惊喜。

在传统锅炉运维作业中,传统监测预警的短板日益突出,无法对锅炉台账信息、实时监测数据进行全方位智能化管理。TRI锅炉四管健康分析系统基于大数据分析平台开发,系统架构由数据层、模型层、展示层组成,支持锅炉四管实时在线监测和预警,内置常见故障知识库和基于人工智能分析技术实现的四管寿命预测模型,系统通过数字李生仿真建模技术实现直观高效的展示锅炉内部结构,实现了对机器人本体状态监控、作业环境监控、作业数据监控、检测作业过程回顾、检测报告导出等多项功能,并且具备强大的数据智能管理能力,可显著提升数据挖掘价值,将数据要素高效整合到锅炉水冷壁高质量运维体系之中。

由北京中安吉泰科技有限公司携手清华大学、哈尔滨锅炉厂联合开发的新一代锅炉运维智能化集成管理示范性平台,TRI锅炉四管健康分析系统带来了一系列破解锅炉运维难点的重要突破。包括对锅炉测点缺失的区域进行数据补点、锅炉内部各区域温度情况全面实时监测与预警、锅炉壁管基本信息、检修历史信息、焊口位置信息、减薄趋势信息等内容的锅炉三维可视化模型精准展示、锅炉三维新人培训、锅炉四管缺陷智能分析和预测(涵盖减薄模型、磨损模型、蠕胀模型和腐蚀模型)等,可以为用户检修维护提供高效且精准的专业指导意见。

在高度智能化的TRI锅炉四管健康分析系统赋能下,将为用户带来多维综合效益提升。数据显示,TRI锅炉四管健康分析系统的故障预测准确率可达80%以上,通过与锅炉水冷壁爬壁机器人巡检无缝对接,实现了数据分析与物理检测相结合,为检修提供精准的方案和计划,一般情况下可将因锅炉四管泄露原因造成的非停减少50%以上,甚至可以做到零非停,基本做到状态检修,有效缓解设备劣化速度,显著降低了直接检修费用和停机损失。

不仅如此,在人工智能模型支持下,TRI锅炉四管健康分析系统还有效降低了高水平运维人员的劳动强度,也让基于知识图谱技术的病历档案库和故障知识库更加完善,为保护和传承业务专家的知识资产带来全新可能。

作为中国能源行业智能运维领先者,北京中安吉泰科技有限公司一直致力于以前沿科技为能源大型设施企业提供全栈式、集“监、诊、检、巡、安”于一体的全生命周期智能化运维服务。此次获得中电联专家组权威认可的TRI锅炉水冷壁爬壁检测机器人和四管健康管理平台此前已经在国能泉州、大唐王滩、鲁北、华能莱芜、长兴,以及地方能源集团,如浙能凤台等百余家电厂部署了两款产品,并获得业主方高度好评。

智能升级是工业2035战略的关键,随着以北京中安吉泰科技有限公司为代表的智能科技企业不断推出具有行业领先水平的新一代智能运维装备,未来锅炉水冷壁的运维将逐步迈入智能化时代。