發(fā)電廠熱力管道智能監(jiān)測(cè)系統(tǒng)案例解析

火力發(fā)電

“人類能源發(fā)展的本質(zhì)就是變著花樣燒開(kāi)水”。這句話雖然調(diào)侃的味道很重，但在一定程度上也是事實(shí)。無(wú)論是有著超百年歷史的火力發(fā)電，還是未來(lái)之星“可控核聚變”，歸結(jié)本質(zhì)都是燒開(kāi)水，利用蒸汽發(fā)電。

據(jù)統(tǒng)計(jì)，2022年中國(guó)的電力結(jié)構(gòu)中，以火力發(fā)電、核能為代表的“燒開(kāi)水發(fā)電"占總發(fā)電量比例超過(guò)70%，也將在未來(lái)一段時(shí)間保持主力位置，所以如何更好、更環(huán)保地?zé)_(kāi)水是一門需要好好思考的學(xué)問(wèn)。在數(shù)字時(shí)代，利用物聯(lián)網(wǎng)、人工智能等先進(jìn)手段為傳統(tǒng)火力發(fā)電廠進(jìn)行數(shù)字化升級(jí)最為直接有效。

火力發(fā)電廠熱力管道

管道>>>

燒開(kāi)水不是目的，產(chǎn)生蒸汽，吹動(dòng)蒸汽輪機(jī)發(fā)電才是根本。當(dāng)然實(shí)際流程要復(fù)雜很多，也有很多細(xì)節(jié)，但今天我們聚焦的是其中錯(cuò)綜復(fù)雜的管道系統(tǒng)?；鹆Πl(fā)電中有四大管道：主蒸汽管道、熱再熱蒸汽管道、冷再熱蒸汽管道、高壓給水管道。

這些管道長(zhǎng)期處于高溫高壓的運(yùn)行狀態(tài)下，而發(fā)電機(jī)組在運(yùn)行過(guò)程中，常常會(huì)面對(duì)各種電力任務(wù)，如調(diào)峰等，管道會(huì)發(fā)生蠕變從而產(chǎn)生位移。而當(dāng)這種位移超過(guò)設(shè)計(jì)值時(shí)，就會(huì)存在安全隱患，威脅到機(jī)組的安全運(yùn)行，甚至是現(xiàn)場(chǎng)人員的人身安全，如何監(jiān)測(cè)這些管道的狀態(tài)就成為一個(gè)非常重要的課題。

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發(fā)電廠熱力管道監(jiān)測(cè)

在以往的作業(yè)中，管道的狀態(tài)監(jiān)測(cè)只能依賴人工的方式，測(cè)量機(jī)械式膨脹指示器刻痕的長(zhǎng)度與方向。由于機(jī)組監(jiān)測(cè)點(diǎn)位分散，人工采集數(shù)據(jù)費(fèi)時(shí)費(fèi)力，同時(shí)測(cè)量精度也比較低，也無(wú)法實(shí)現(xiàn)連續(xù)的管道測(cè)量，無(wú)法實(shí)時(shí)監(jiān)控和評(píng)估管道系統(tǒng)的安全狀況。盡管投入了大量人力成本，但在效率和安全性上，依然沒(méi)有保證。

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觸景無(wú)限管道智能監(jiān)測(cè)

針對(duì)傳統(tǒng)測(cè)量方式的弊端，為了提高測(cè)量精度和降低測(cè)量用時(shí)，觸景無(wú)限推出基于立體視覺(jué)與深度學(xué)習(xí)相結(jié)合的非接觸式四大管道位移智能監(jiān)測(cè)系統(tǒng)來(lái)助力電廠安全生產(chǎn)。

該系統(tǒng)以邊緣計(jì)算單元為核心，使用位移攝像機(jī)對(duì)管道進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)，做到管道狀態(tài)全面感知、信息高效處理、應(yīng)用便捷靈活。在實(shí)現(xiàn)四大管道三維位移的高精度監(jiān)測(cè)的同時(shí)，可以接入更多類型的傳感器用于安全生產(chǎn)監(jiān)測(cè)，使得測(cè)量操作更加簡(jiǎn)潔、系統(tǒng)智能化程度進(jìn)一步提高。

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方案詳解

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端——傳感器

該方案在端側(cè)的傳感器，主要為位移攝像機(jī)、雙光測(cè)溫球機(jī)等，支持紅外、可見(jiàn)光、深度三種類型的數(shù)據(jù)采集，支持位移監(jiān)測(cè)、紅外測(cè)溫，儀表監(jiān)測(cè)等。

根據(jù)電廠的管理要求，各類傳感器以有線方式連接，通過(guò)勘測(cè)橋架布局，設(shè)計(jì)網(wǎng)絡(luò)、電源布線方式，將鍋爐側(cè)所有監(jiān)測(cè)點(diǎn)統(tǒng)一匯聚到機(jī)組電子間接入內(nèi)網(wǎng)設(shè)備。

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邊——邊緣計(jì)算單元

邊緣計(jì)算單元自帶算力，是實(shí)現(xiàn)前端智能化的重要手段，可以保證全天候的實(shí)時(shí)智能監(jiān)測(cè)：實(shí)時(shí)分析處理結(jié)果反饋、實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)、高溫報(bào)警、自動(dòng)輪詢、遠(yuǎn)程監(jiān)管、數(shù)據(jù)及時(shí)有效、歷史可查。

邊緣計(jì)算單元搭配自研位移測(cè)距算法，可將采集到的深度圖轉(zhuǎn)換為具體的位移量，測(cè)量精度≤10mm。

同時(shí)邊緣計(jì)算單元也支持儀表監(jiān)測(cè)，可通過(guò)可見(jiàn)光實(shí)時(shí)識(shí)別無(wú)法電氣化的傳統(tǒng)儀表，實(shí)時(shí)告警異常數(shù)據(jù)，方便快速核對(duì)。

接入雙光測(cè)溫球機(jī)，則可以實(shí)時(shí)警戒溫度異常，支持點(diǎn)測(cè)溫，線測(cè)溫，區(qū)域測(cè)溫、火點(diǎn)火勢(shì)報(bào)警、異物入侵、區(qū)域入侵、絆線報(bào)警等。

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云——后端展示與管理平臺(tái)

后端平臺(tái)包括大屏展示與后臺(tái)管理系統(tǒng)。大屏展示可將各類監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)與機(jī)組2.5D管道示意圖一一對(duì)應(yīng)，進(jìn)行實(shí)時(shí)展示，各類數(shù)據(jù)、告警異常等一目了然，可選擇查看對(duì)應(yīng)的圖例、應(yīng)力、荷載關(guān)系表以便分析。

管理平臺(tái)可在管道示意圖上對(duì)各機(jī)組監(jiān)測(cè)點(diǎn)位進(jìn)行管理，支持設(shè)備管理，也支持各類監(jiān)測(cè)歷史數(shù)據(jù)及設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)查詢，如位移監(jiān)測(cè)、儀表歷史數(shù)據(jù)及儀表抓拍照片，各預(yù)置位歷史溫度數(shù)據(jù)及對(duì)應(yīng)點(diǎn)位的可視+紅外抓拍照片等等。

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方案收益

觸景無(wú)限管道智能監(jiān)測(cè)采用不同的處理流程和提示，對(duì)電廠管道位移、指針識(shí)別、溫度監(jiān)測(cè)等分類進(jìn)行精細(xì)化管理，事前預(yù)防生產(chǎn)安全隱患。同時(shí)針對(duì)不同監(jiān)測(cè)類型進(jìn)行分類統(tǒng)計(jì)，將告警時(shí)間、地點(diǎn)等信息進(jìn)行展示，助力管理人員快速定位問(wèn)題，確保每個(gè)環(huán)節(jié)有據(jù)可查。方案利用物聯(lián)網(wǎng)、人工智能等先進(jìn)手段，將被動(dòng)防范變?yōu)橹鲃?dòng)監(jiān)防、繁瑣工作變?yōu)楹?jiǎn)易操控、變危險(xiǎn)管理為安全管理，大幅提升電廠信息化建設(shè)水平。

編輯：黃飛

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