项目案例简介：
陕西德源府谷能源有限公司（以下简称“府谷电厂”）积极响应国家政策号召，借助新技术降本增效，提升自身竞争力，提高电厂的安全生产效率。府谷电厂总装机2520MW，其中一期建设规模为2×600MW机组亚临界燃煤空冷发电机组，二期建设规模为2×660MW超超临界燃煤空冷发电机组，锅炉内水冷壁磨损爆管频繁造成电厂紧急停炉抢修，直接影响了企业效益，干扰了地区电网的正常调度，冬季取暖期的爆管停炉还会带来重大的政治民生隐患，造成较大的社会影响。
针对锅炉水冷壁磨损，府谷电厂采取的是传统人工停炉定期检测并进行更换。这种传统模式会存在着六个问题：1.作业周期长，工作效率低的情况，锅炉炉膛高度可达60~100m，炉内搭脚手架进行一次检测少则需要1-2天，多则需要4-5天时间，费时费力。2.检测可靠性差，水冷壁磨损主要靠人工判断，受时间和人员精力所限，一般抽取代表点检测，经常出现漏检、误检。3.成本高，易出事故。检测时工作人员高空作业，且往往和炉内施工交叉进行，存在安全隐患。4.对锅炉整体只能通过查看图纸来确定缺陷位置、缺少对锅炉整体直观的感受和了解。5.设备台账维护以手工方式为主，分散在检修人员手中，缺少有效手段记性集中管理，缺少直观的方式进行缺陷查看。6.锅炉设备运行环境复杂、恶劣，壁管劣化不可避免，不能及时了解其劣化过程和具体程度。2023年7月，我司与府谷电厂开展“国神公司府谷电厂基于数字孪生技术的锅炉水冷壁智能监测研究项目”的合作。该项目的技术目标是实现一套基于数字孪生技术的锅炉水冷壁智能监测系统，系统包括锅炉水冷壁智能爬行设备，基于大数据、人工智能、数字孪生的动态测厚数据和水冷壁表面缺陷智能视觉识别数据的矩阵图监控和智能爬行设备进行锅炉炉膛水冷壁受热面检测，实现对锅炉炉膛环境、关键区域快速准确实时监测、检测，管壁劣化分析，相关测量结果能够以可视化、系统化的方式汇总给检修人员、管理人员，为隐患消除、科学决策提供帮助。。
选送单位：北京中安吉泰科技有限公司
项目名称和内容
项目名称：锅炉炉膛水冷壁爬壁检测机器人
项目主要科技内容：
永磁吸附爬壁智能设备研究；基于人工智能技术算法对锅炉水冷壁磨损、腐蚀缺陷等视觉识别研究；无损测厚装置的研究；滚筒及高压水清洗。
主要创新点概述
创新点一：永磁吸附爬壁智能设备研究:水冷壁为碳钢材质，具有磁吸力，因此爬壁机器人需要基于永磁吸附技术进行研发。基于对运行场景的深度了解，借助仿真平台，确定磁吸附力大小以及设备参数，以实现机器人稳定运行及负载能力的平衡。另外为提高磁轮在恶劣环境下的使用寿命，采用磁轮包胶的方式保护磁轮，提高持久耐磨性和硫化性能。
创新点二：基于人工智能技术算法对锅炉水冷壁磨损、腐蚀缺陷等视觉识别研究:基于锅炉磨损、腐蚀等相关机理并结合人工智能算法，开展各炉管表面缺陷视觉识别模型的研究，建立锅炉水冷壁管缺陷库，并开展磨损、腐蚀、吹损等重点区域缺陷提醒功能研究。
创新点三：无损测厚装置的研究:目前人工测厚以在水冷壁管表面涂抹耦合剂的超声测厚方式居多，调研相关无损测厚装置和测厚方法，实现使用机器人搭载无损测厚装置对水冷壁管进行测厚。
创新点四：滚筒及高压水清洗,结合水冷壁管表面积灰情况，研制机器人使用滚筒或高压水的方式实现水冷壁管清灰。
应用情况及可推广前景简述
应用情况：冷壁爬壁检测机器人已成功在国能定州电厂、国能谏壁电厂、国能泉州电厂、国能锦界电厂、国能宁海电厂、国能沧东电厂、大唐王滩电厂、大唐鲁北电厂、大唐托克托电厂、华能莱芜电厂、华能金桥电厂、国电投霍林河电厂、浙能凤台电厂等数多个火电厂成功应用。
推广前景：中国是全球拥有能源大型关键设施最多的国家，火电厂6800个，锅炉存量2万多台，年增量800台，锅炉设备昂贵，维护生命周期在25-30年之间，锅炉炉膛水冷壁检测机器人可以代替人工作业，大大提高工作效率。每台机器人24小时可检测3800平米，是传统人工每人24小时的150倍，检测覆盖率达90%，检测精度能达到识别95%缺陷类型，具备更高的检测精度和效率，能够适应复杂环境下的作业需求。预计未来3年预期收益2.1亿。锅炉炉膛检测机器人为新增需求，总潜在市场规模约150亿元，机器人服务市场为替代需求，每年潜在市场规模约为150亿，随着渗透率和替代率提升，未来5年产品与服务市场规模累计约为100亿元。
因为，锅炉炉膛检测机器人的市场空间存量很大，一片蓝海，具备很强的市场竞争力的。
经济效益及社会效益情况
用智能机器人代替人工在高危环境中运用的经济型和社会效益如下：
1、由于传统锅炉的检测，更多的是靠检测工作人员辅助高空搭架子的形式进行检测，这属于高危作业，暗藏很多危险，每一年因为工作人员不当操作而产生的高空坠落引起的伤亡多达几十起，造成了很大的人员及财产的损失。
2、在传统锅炉检测中，更多的是依靠工作人员的经验值，来对锅炉进行点检，不能像机器人那样对锅炉进行全面、细致的检查，存在很多漏检、错检。在单单火电发电厂中，每一年因为锅炉的漏检、错检导致的锅炉爆管就有上百起，每一次的爆管都会引起火电厂的非停，而火电厂每一次的非停都将损失上百万元。
3、机器人能比操作人员更快、更准确的完成检测任务。在传统锅炉检测中，工作人员要进入锅炉进行检测，需要提前搭架子，这就需要锅炉冷却到40度以下进行工作，因此需要锅炉充足的冷却时间。而机器人能够在65度以下就能进行工作，减少了检测前的工作量和工作时间。在传统检测方法中，人工检测一台锅炉，所耗时间比机器人多5天左右。以2台百万机组为例，5天就能多发近2,4亿度电。因此，用机器人代替人工进行检测有很高的经济型。
项目案例获专利及奖励情况
专利：
1、《一种火电锅炉检测机器人投放装置》
2、《一种爬壁机器人的安全防护装置》
3、《一种新型旋转式快换装置》
4、《一种爬壁清洁机器人》
5、《机器人投放装置回收板结构》
6、《机器人投放装置双线固定结构》
7、《一种搭载有涡流检测装置的磁轮吸附爬壁机器人》
8、《机器人投放装置用带有限位结构的牵引机构》
9、《一种用于水冷壁检修机器人的投放装置》
10、《一种用于爬壁机器人的清扫设备》
11、《一种机器人投放装置固定结构》
12、《机器人投放装置连接结构》
获奖情况：
1、国家电投智能成果产品类三等奖
2、中国电机学会带电清洗机器人二等奖
3、中国核工业集团第二届科技创新大赛优秀奖
4、中国生产力促进中心2022年度生产力促进创新发展三等奖
5、2023北京社会企业质量技术创新二等奖
6、2024创客北京创新创业大赛海淀区三等奖
7、2024第五届“科创中国”科技创新创效大赛TOP10企业
8、创客北京2024大赛“具身智能产业”三等奖
选送单位简介：
吉泰智能成立于2015年，是国家高新技术企业、北京市专精特新企业，公司以先进自研的锅炉水冷壁爬壁检测机器人、数字孪生技术智能运维软件，以及新一代检测服务，专注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,填补了国内高空高危智能运维技术领域的空白。与清华大学、华中科技大学、北京邮电大学、西安交通大学建立产学研合作关系，积极爬壁检测机器人产业链生态发展。
京公网安备 11011502004515号 
