中電近年引入專門在室內使用的籠網式航拍機及爬行機械人,分別為發電廠内的大型設施,包括渦輪機室、鍋爐、排煙管道等,以及地下引水渠作定期檢查。
青山發電廠 (圖片由中華電力提供)
中電早於 2016 年成立發電廠航拍小隊,並於2019 年引入專為室內空間而設的籠網式航拍機(cage drone),進行發電廠室內檢查工作。中電表示有別於戶外以GPS定位的航拍機,籠網式航拍機以激光雷達和感應器定位操作,可於發電廠室内進行檢查工作,配以碳纖維製造的籠網保護罩,能減輕碰撞的撞擊力,不會影響發電設備。
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籠網式航拍機以激光雷達和感應器定位操作。 (圖片由中華電力提供)
籠網式航拍機以激光雷達和感應器定位操作。 (圖片由中華電力提供)
發電機組內的鍋爐高達數十米,以往人手檢查需事先花上十多天搭建工作平台(圖片由中華電力提供)
負責勘察地下引水渠的爬行機械人,可以進入狹窄及昏暗的引水渠。 (圖片由中華電力提供)
負責勘察地下引水渠的爬行機械人,可以進入狹窄及昏暗的引水渠。 (圖片由中華電力提供)
未採用爬行機械人前,引水渠檢查需由受過訓練的合資格人士進行,他們需帶備約10公斤重的氧氣筒及呼吸器材(圖片由中華電力提供)
中電發電工程總監吳祺安 (中) (圖片由中華電力提供)
籠網式航拍機以激光雷達和感應器定位操作。 (圖片由中華電力提供)
籠網式航拍機以激光雷達和感應器定位操作。 (圖片由中華電力提供)
籠網式航拍機檢查鍋爐(圖片由中華電力提供)
發電機組內的鍋爐高達數十米,以往人手檢查需事先花上十多天搭建工作平台(圖片由中華電力提供)
至於2021 年起已採用負責勘察地下引水渠的爬行機械人(crawler robot),由於體積細小,頂部能夠伸縮,並配備燈和可作 360 度旋轉的鏡頭,勍可以進入狹窄且昏暗的引水渠,全方位拍攝引水渠內部狀況。工程團隊只需將爬行機械人放入引水渠行駛,便可通過直播畫面,如發現有淤塞或破損等,可及時跟進。
應用爬行機械人檢查引水渠(圖片由中華電力提供)
應用爬行機械人檢查引水渠(圖片由中華電力提供)
負責勘察地下引水渠的爬行機械人,可以進入狹窄及昏暗的引水渠。 (圖片由中華電力提供)
負責勘察地下引水渠的爬行機械人,可以進入狹窄及昏暗的引水渠。 (圖片由中華電力提供)
中電發電工程總監吳祺安表示,引進兩項機械人技術協助檢查工作,可以突破傳統人手檢查的體力及時間限制,更安全、準確及有效率。他說,以往每條引水渠的檢查時間可達5至7天,使用機械人後可大幅縮短一半,於兩天完成。
未採用爬行機械人前,引水渠檢查需由受過訓練的合資格人士進行,他們需帶備約10公斤重的氧氣筒及呼吸器材(圖片由中華電力提供)
中電發電工程總監吳祺安 (中) (圖片由中華電力提供)
檢查大型發電設施更需要作十數日的事前準備工作,如搭棚等,才能開始檢查,一次成本可高達約百多萬。但應用航拍機械人後,可飛進有關設施,事後亦可重用,節省時間成本。吳祺安表示,中電未來會繼續探討及擴展機械人的應用範圍。
香港理工大學與中華電力有限公司合作,成功研發一款智能「發電機檢測機械人」,將機械人科技結合光纖傳感技術應用於發電機檢測,突破傳統人手檢測的侷限,顯著提升檢查效率及作業安全。此項目在第51屆日內瓦國際發明展上榮獲金獎,並獲頒特別大獎—泰國國家研究委員會頒發的最佳國際發明獎與創新獎,印證了這項產學研協作的成果備受國際認可。
突破傳統檢測侷限 免拆卸50噸轉子
穩定可靠的電力供應對社會運作至關重要,而發電機作為電力系統的核心設備,其檢查保養要求極高。傳統檢測方式需先拆卸重達約50噸的發電機「轉子」,工序繁複且涉及重型吊運。此外,中華電力龍鼓灘發電廠部分燃氣發電機內部設有通風擋板的特殊設計,市場上缺乏合適的機械人方案應對。為此,理大電機及電子工程學系講座教授譚華耀教授帶領團隊,與中電發電業務部合作,研發出一款專為此結構設計、僅厚36毫米的「發電機檢測機械人」。
靈活執行三項關鍵檢測
該機械人可靈活進出轉子與定子之間狹窄的氣隙,並跨越通風擋板,在無須拆卸轉子的情況下,自動完成三項主要檢測工序,包括:目視檢查通風管道、檢測定子內部鐵芯片絕緣狀況,以及透過敲擊定子內的楔塊進行緊固度檢測。同時,機械人配置光纖傳感網絡,用以監察自身關鍵部件的運作狀況,確保檢測過程穩定順利。相比人手檢測,新方案大幅提升效率,並優化了長遠的維修保養安排。
推動產學研協作 培育創科人才
譚華耀教授表示,理大致力推動知識轉移,促進大學科研成果轉化。為加強跨學科學習,他創立了工程創業俱樂部,讓本科生有機會參與機械人領域的前沿研究,為業界設計解決方案。是次項目歷時約五年,有團隊成員自本科一年級已參與其中,充分展現理大推動產學研協作的成果,為香港建設國際創科中心作出貢獻。
中華電力發電業務部高級總監劉志強先生指出,中電積極將創新科技融入發電廠日常營運。這次與理大攜手研發的檢測機械人,有助提升檢測效率及作業安全,並支援團隊制訂更具前瞻性的維修保養策略,長遠加強發電設施的穩定運作。工程團隊亦藉此參與創新項目的研發與應用,深化與學界的協作,支持香港創科人才的培育與發展。
譚華耀教授表示,其項目結合理大的科研實力與中華電力的電能專業,充分展現理大致力推動產學研協作的成果,為香港建設國際創科中心作出貢獻。
理大科研團隊與中華電力工程人員於龍鼓灘發電廠測試智能「發電機檢測機械人」的應用情況。
劉志強表示,發電機檢測機械人有助提升檢測效率及作業安全,並支援團隊制訂更具前瞻性的維修保養策略。
理大電機及電子工程學系光電子講座教授譚華耀教授(中)、中華電力發電業務部高級總監劉志強(右一)、理大研究助理梁銘方(左一)出席聯合傳媒簡布會,介紹理大與中華電力攜手研發「發電機檢測機械人」,以創新科研開創自動化檢測方案。
理大科研團隊與中華電力工程團隊共同研發一款專為相關發電機特定結構而設計、僅厚36毫米的「發電機檢測機械人」,有效提升檢查效率,並優化長遠的維修保養安排。
發電機檢測機械人可跨越氣隙內的通風擋板進行三項主要檢測工序,包括檢查通風管道、定子內部鐵芯片絕緣狀況檢測,以及透過敲擊定子內的楔塊進行緊固度檢測。