发电厂热力管道智能监测系统案例解析

火力发电

“人类能源发展的本质就是变着花样烧开水”。这句话虽然调侃的味道很重，但在一定程度上也是事实。无论是有着超百年历史的火力发电，还是未来之星“可控核聚变”，归结本质都是烧开水，利用蒸汽发电。

据统计，2022年中国的电力结构中，以火力发电、核能为代表的“烧开水发电"占总发电量比例超过70%，也将在未来一段时间保持主力位置，所以如何更好、更环保地烧开水是一门需要好好思考的学问。在数字时代，利用物联网、人工智能等先进手段为传统火力发电厂进行数字化升级最为直接有效。

火力发电厂热力管道

管道>>>

烧开水不是目的，产生蒸汽，吹动蒸汽轮机发电才是根本。当然实际流程要复杂很多，也有很多细节，但今天我们聚焦的是其中错综复杂的管道系统。火力发电中有四大管道：主蒸汽管道、热再热蒸汽管道、冷再热蒸汽管道、高压给水管道。

这些管道长期处于高温高压的运行状态下，而发电机组在运行过程中，常常会面对各种电力任务，如调峰等，管道会发生蠕变从而产生位移。而当这种位移超过设计值时，就会存在安全隐患，威胁到机组的安全运行，甚至是现场人员的人身安全，如何监测这些管道的状态就成为一个非常重要的课题。

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发电厂热力管道监测

在以往的作业中，管道的状态监测只能依赖人工的方式，测量机械式膨胀指示器刻痕的长度与方向。由于机组监测点位分散，人工采集数据费时费力，同时测量精度也比较低，也无法实现连续的管道测量，无法实时监控和评估管道系统的安全状况。尽管投入了大量人力成本，但在效率和安全性上，依然没有保证。

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触景无限管道智能监测

针对传统测量方式的弊端，为了提高测量精度和降低测量用时，触景无限推出基于立体视觉与深度学习相结合的非接触式四大管道位移智能监测系统来助力电厂安全生产。

该系统以边缘计算单元为核心，使用位移摄像机对管道进行实时监测，做到管道状态全面感知、信息高效处理、应用便捷灵活。在实现四大管道三维位移的高精度监测的同时，可以接入更多类型的传感器用于安全生产监测，使得测量操作更加简洁、系统智能化程度进一步提高。

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方案详解

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端——传感器

该方案在端侧的传感器，主要为位移摄像机、双光测温球机等，支持红外、可见光、深度三种类型的数据采集，支持位移监测、红外测温，仪表监测等。

根据电厂的管理要求，各类传感器以有线方式连接，通过勘测桥架布局，设计网络、电源布线方式，将锅炉侧所有监测点统一汇聚到机组电子间接入内网设备。

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边——边缘计算单元

边缘计算单元自带算力，是实现前端智能化的重要手段，可以保证全天候的实时智能监测：实时分析处理结果反馈、实时监测、高温报警、自动轮询、远程监管、数据及时有效、历史可查。

边缘计算单元搭配自研位移测距算法，可将采集到的深度图转换为具体的位移量，测量精度≤10mm。

同时边缘计算单元也支持仪表监测，可通过可见光实时识别无法电气化的传统仪表，实时告警异常数据，方便快速核对。

接入双光测温球机，则可以实时警戒温度异常，支持点测温，线测温，区域测温、火点火势报警、异物入侵、区域入侵、绊线报警等。

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云——后端展示与管理平台

后端平台包括大屏展示与后台管理系统。大屏展示可将各类监测数据与机组2.5D管道示意图一一对应，进行实时展示，各类数据、告警异常等一目了然，可选择查看对应的图例、应力、荷载关系表以便分析。

管理平台可在管道示意图上对各机组监测点位进行管理，支持设备管理，也支持各类监测历史数据及设备运行状态查询，如位移监测、仪表历史数据及仪表抓拍照片，各预置位历史温度数据及对应点位的可视+红外抓拍照片等等。

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方案收益

触景无限管道智能监测采用不同的处理流程和提示，对电厂管道位移、指针识别、温度监测等分类进行精细化管理，事前预防生产安全隐患。同时针对不同监测类型进行分类统计，将告警时间、地点等信息进行展示，助力管理人员快速定位问题，确保每个环节有据可查。方案利用物联网、人工智能等先进手段，将被动防范变为主动监防、繁琐工作变为简易操控、变危险管理为安全管理，大幅提升电厂信息化建设水平。

编辑：黄飞