经济效益报告

科技项目经济效益报告

项目名称：发电机碳刷红外智慧分析系统

项目编号：

起止时间：2019年9月1日起至2019年12月31日止承担单位：浙江浙能温州发电有限公司

共同承担单位：杭州中为电子科技有限公司

项目负责人：

一、项目概况

1、项目背景

发电机碳刷的测温一般采用由人工使用测温设备定时巡检或采用点对点的红外线测温。人工巡检能全面的检测到整个碳刷系统的温度，但也存在如人员的疏忽大意等很多客观因素，且无法24小时监控到碳刷的实时温度。红外线测温是针对点的测温，虽做到了24小时测温，但点对点测温无法做到全方位的监测整个发电机碳刷系统的温度。常规的红外热像设备功能单一，应对复杂的工作环境无法针对性的发现问题解决问题。

2、项目意义

碳刷是发电机进行正常发电和传导电流的重要部件之一，碳刷在发电机中能否良好运行，直接影响着发电机运营的安全。发电机在运行过程中碳刷容易出现火花、震颤、磨损不均匀、表面油污等引起碳刷与集电环局部发热，如不能及时发现问题并处理很有可能导致发电机停机的现象会给企业造成重大的经济损失。

发电机碳刷红外热像智慧分析系统能将整个碳刷及集电环的温度分布情况清晰的展现出来，实现自动扫描设备的热分布状态，并生成直观图像，365天*24小时实时监控；自动捕捉最高温度点，提早发现温度异常区域，运维人员能直观的判断碳刷的运行状况，及时的发现问题解决问题；对于异常工作状态能实现超前预警；定时预判设备工作状态并生成诊断报告；前端的监控探头不依靠后台能独立完成报警预警工作；数据共享，实现跨地域管理监控；

二、国内外研究现状和发展趋势

1、相关技术发展概况

红外热像行业是一个发展前景非常广阔的新兴高科技产业，红外热像设备广泛应用于军民两个领域。在现代战争条件下，红外热像设备已在卫星、导弹、飞机等军事武器上获得了广泛的应用；同时，随着非制冷红外热成像技术的发展，尤其是随着产业化过程中生产成本的大幅度降低，红外热像设备已在电力、消防、工业、医疗、安防等国民经济的各个部门得到了非常广泛的应用。

2、国外研究现状及发展趋势

在1960年，美国为了解决固体火箭发动机界面的脱粘，而进行了红外检测技术研究。1965年，将红外检测技术利用在北极星A5固体火箭发动机上。随后美国将红外检测技术应用到航天飞机零部件、多层结构、金属疲劳裂纹、蜂窝结构等的检测。六十年代末期，苏联对于非金属材料、金属与非金属材料的多层胶接件、蜂窝结构、钎焊及焊接质量的检测进行了研究，利用红外检测技术检测取得了较好的成果。

二十世纪九十年代以来，各国在提高红外无损检测精度方面进行了不懈努力。红外无损检测技术越来越受到重视。

3、国内研究现状及发展趋势

红外热像设备的研制与开发涉及到光学、电子、计算机、物理学、图像处理、新材料、机械等多个学科，研制的难度非常高。近几年来，红外热像设备生产企业通过人才引进、技术攻关和加大投入，在红外热像设备核心零部件（如探测器）的开发以及红外热像新产品的开发方面获得重大的突破，使得我国红外热像设备的研究开发能力得到了很大的提高。

近10年来，随着我国国防现代化建设的推进和电力、制造业的发展，我国红外热像设备市场需求快速增长。与国际市场一样，中国红外热像设备市场的潜在需求也远大于实际需求：从长期来看，中国红外热像设备市场的潜在需求可达500-600亿元，但目前，我国民用红外热像设备市场的年需求约为15-20亿元。

三、研究内容、关键技术及实施方案

1、研究内容

1.高精度多角度的红外热像画面判断碳刷系统的运行状况及周边风温，并实现报警功能。

2.超大规模组网，将电厂所有红外探测器并网到一个系统内。

3.超前预警，对可能发生的故障信息做出超前预警。

4.前置红外探测器能脱离后台独立工作报警。

5.内置温度阀值与温升速率双重智能报警分析算法.

6.预置工作状态，生成历史温度曲线，将工作状态与温度曲线重叠分析，得到不同工作状态下的温度特性。

7.定时定点对设备的工作状态做出诊断，并生成诊断报告。

8.构建数字化、标准化、智能化的热像大数据平台，提供检测任务数据统计、工作报表展示、数据查询、图像分析、历史趋势分析等丰富的数据管理

9.热像技术智能化与互联网化的深度融合，实现本地数据与云端数据的同步与共享，打破空间壁垒，实现巡检任务跨地域管理。

2、关键技术

1、PID智能控制技术与红外热成像技术结合；

2、温度阀值与温升速率双重智能报警分析算法；

3、复合调色聚焦成像技术；

4、以数字化方式管理设备构建热像大数据平台；

5、热像技术与互联网云技术相结合；

6、超前预警，对可能存在的故障提前预警。

3、实施方案及技术路线

1、PID智能控制算法：在控制系统设计和安装正确的前提下，控制性能的优劣往往取决于P、I、D三个参数的选择，预先设置好的默认技术参数并不能满足复杂的现场环境,利用PID智能控制算法，通过自整定，可以根据被控对象的特性，自动寻找最优参数以达到很好的控制效果：无超调、无振荡、高精度、快响应。

2、内置温度阀值与温升速率双重智能报警分析算法：传统的温度阀值报警算法只能在温度达到设定阀值时提供报警输出，这时事故很可能已经发生，不能很好做出预警，在原有的基础之上增加了温升速率分析报警算法，即在单位时间内温度上升速率达到设定值时提供报警输出，能提前发出报警信号，减少损失。

3、复合调色聚焦成像技术：利用复合调色聚焦成像技术，其出色的热成像质量，非常适用于复杂场景中分析特定目标的细微温差，有利于现场快速得出正确的诊断结论。

4、数据化开启智慧运维：实现从修复性维护到预测性维护的晋级之道，用技术代替低效的人工重复劳动，以业绩与收益推动项目成功，大数据挖掘用数据创造价值。

5、热像技术智能化与互联网化的深度融合，实现本地数据与云端数据的同步与共享，打破空间壁垒，实现巡检任务跨地域管理。

6、预置工作状态，生成历史温度曲线，将工作状态与温度曲线重叠分析，得到不同工作状态下的温度特性。

4、主要创新点

1、高精度多角度的红外热像画面判断碳刷系统的运行状况及周边风温，并实现报警功能；

2、PID智能控制技术与红外技术的结合，让红外设备更加的智能化，减轻人工工作量。

3、温度阀值与温升速率双重智能报警分析算法结合实现多方面的报警，让设备更可靠。

4、利用复合调色聚焦成像技术，提高红外热图像的清晰度。

5、热像技术与互联网云技术相结合，以数字化方式管理设备构建热像大数据平台，通过智慧分析，对可能存在的故障实现超前预警

四、实际应用及技术成果

1、实际应用

目前系统已应用在6号发电机机组上，红外热像设备安装在集电环小室内，光纤收发器、交换机、网络硬盘录像机、计算机等设备布置在集控室内，系统自11月11日安装完成后开始正常工作，12月1日完成调试工作，正式投入运行。系统能清晰地反应出碳刷集电环的温度分布情况，配合多重的报警模式能有效的