锅炉巡检无人机解决方案

行业新闻 / 2024-10-11 05:00:00

1.应用背景

火电依旧是国内的主要电力来源，根据中国电力行业年度发展报告，2021 年燃煤电站发电量占全国总发电量过60%，2022年过58%。火电厂锅炉是由水冷壁构成的金属空腔，对于超临界锅炉，锅炉是一个高约 100 m，内部跨度约 60 m ，深度约  40 m 的长方体空间。锅炉是化石燃料转化为热能的场所，煤等化石燃料在锅炉炉膛内燃烧，产生热能，然后将热能转化为电能，因此，锅炉是火电厂的核心发电生产设备之一。

炉膛内燃烧温度高（1500 ℃以上），烟气流速快、含尘量高，锅炉水冷壁长期在超临界高温高压的水蒸气条件下运行，受热面经常出现大面积结焦，在燃烧器周围、打焦孔、吹灰孔等处，水冷壁管子易发生磨损现象，在热负荷较高的区域水冷壁管子易发生高温腐蚀现象等，严重威胁到锅炉的安全运行。

加强锅炉的检修是保证锅炉安全运行的有效手段，目前主要有两种检修方式 ：一类是事故后的停炉检修，一类是日常定期检修。检修需要在锅炉炉膛完全冷却后（环境温度），在炉膛内搭建人工脚手架或升降平台，检修工人进入炉膛后，采用人工巡视对炉膛进行全面巡检，如燃烧器磨/烧损情况、屏过挂渣情况、受热面结渣、沾污、积灰情况等，有时因磨损及高温腐蚀等原因还需要对水冷壁管子进行厚度测量，这种传统的人工锅炉检修方式，耗时耗力，消耗大量人力物力，经济效益较低；同时，锅炉炉膛是一个内部没有光源封闭的矩形空间，布满了灰尘和煤焦，且富含 CO 等有毒气体，环境非常恶劣，检修风险也比较高。


2.行业痛点

搭拆一次脚手架或升降平台需要约一周的时间，费用消耗30万元左右；专业人员进入炉内进行巡检检测工作，也需要约一周的时间，费用消耗同样30万元左右；在整个巡检检测过程中，由于不可避免的高空作业等因素，工作人员及专业人员还存在相当大的安全风险。


a. 准备时间长：需要提前搭设大型脚手架，工作量大

b.人工成本高：数十人需持续数月，成本约数十万元

c.工作效率低：工作强度大，人员容易疲劳

d.数据可靠性差：缺乏有效监督手段，漏检、错检

e.危险系数大：锅炉内部空气质量差、高空作业容易出危险事故


3. 解决方案

根据炉膛封闭空间的特点和检测要求，我们提供一套炉膛内无人机智能巡检检测系统的解决方案。

1) 船型全防护结构

无人机宽度与高度不大于40cm，大小与锅炉的人孔尺寸适配；螺旋桨具有全防护保护框，避免其造成伤害事故；船型外表具有上拉式手提把手，能够手持设备起飞，作业完成后手持设备接管，不依赖起降平台。

2) 自主定位导航

无人机具有三维激光扫描雷达，结合SLAM算法，实时构建炉膛三维场景，并提供无人机的精准坐标位置，实现稳定悬停及导航。


3) 不间断供电

锅炉密布水冷壁，巡检任务巨大，传统锂电池存在续航瓶颈，负载能力差，本方案使用地对空有线不间断输送能源，zui大功率3500瓦，可负载2kg设备不间断作业。


4) 三维重建 

激光雷达记录环境点云，降落后生成炉膛完整三维模型，与此同时，无人机能够有效记录被检测目标的位置，实现了透明化、网格化精准、科学检测。

5) 专用载荷

无人机可搭载可见光摄像头、红外热成像摄像头、补光灯、厚度测量柔性探头等设备，能够对炉膛实现全方位检测，飞行作业获得更多检测数据。


本炉膛内无人机智能巡检检测系统以替代目前的人工检查检测方式，大大缩短检查检测耗时、提高工作效率、降低工作强度、规避人员安全风险，填补业界空白。

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