Energotrans, a.s. provádí kontroly horkovodu Mělník-Praha bezpilotní leteckou technikou

• Foto

Popisovaná horkovodní trasa je dlouhá 34 km, spadá do kritické infrastruktury a je klíčovou součástí kogenerační soustavy, umožňující využívat teplo z výrobny k vytápění budov a ohřevu vody. Stavba horkovodu začala již v roce 1988. Do provozu byl uveden v roce 1995. Pro zajištění bezpečného, spolehlivého a ekonomického provozu je potřeba co nejlépe provádět pravidelnou údržbu a monitorovat stav celé trasy horkovodu. Letecká kontrola horkovodu ve společnosti Energotrans a.s. je dalším krokem pro kvalitativně vyšší úroveň zajištění prediktivní údržby dálkového vytápění.

APLIKACE BEZPILOTNÍ TECHNIKY

Pro tento pilotní projekt byla jako realizátor termovizního měření vybrána společnost Kelcom International, která je specializovaným distributorem zabezpečovací techniky. Na špici svého oboru se drží více než dvacet let i díky neustálému vývoji a inovacím.

Divize UAV (Unmanned Aerial Vehicle – Letoun bez posádky) této firmy vznikla ve snaze nabídnout českému a slovenskému trhu nejmodernější bezpilotní technologie pro kontrolu a evidenci majetku a do oblasti perimetrické ostrahy rozlehlých objektů. Používaná bezpilotní technika svými parametry vyhovuje provozu i ve zhoršených povětrnostních podmínkách. Kapotovaný stroj s nadprůměrnou letovou výdrží spolehlivě pracuje vmrazu, dešti, sněžení a při síle větru až 18 m/s. Dron je standardně vybaven citlivou termokamerou a kvalitní optikou. Objemné video soubory a termografické záznamy jsou ukládány do počítače na palubě stroje a přes systém přenosu dat vlastní výroby Drone Dual Bridge jsou přenášeny k operátorovi dronu na pozemní řídící stanoviště.

Bezpilotní systém nabízí možnost automatických letů podle předem definované trajektorie a řídící jednotka UAV přesně zaznamenává historii letu. Výstupem z letecké kontroly horkovodu jsou soubory IR snímků a RGB snímků s GPS souřadnicemi problémových míst. Z pořízených dat je relativně snadné odhalit veškeré teplotní anomálie na izolaci horkovodu s přesností na jednotky centimetrů. Pro termovizní sledování horkovodu a pořizování záznamu s používanou optikou se nejvíce osvědčily letové parametry, kdy se dron pohybuje rychlostí až 3 m/s, přičemž letová výška je v rozsahu 30 až 50 metrů.

VÝHODY TÉTO APLIKACE

Leteckou kontrolu stavu horkovodu lze provádět pouze při specifických povětrnostních podmínkách. Vmrazivém počasí a bez sněhové pokrývky pro maximální rozdíl teplot měřeného objektu a okolí. Z důvodu nežádoucího zahřívání povrchu objektu přímým slunečním zářením je nutné realizovat měření před východem Slunce, anebo při zatažené obloze. Relativně nevlídné povětrnostní podmínky kvalitní bezpilotní technice nevadí, nejslabším místem celého systému tak zůstává promrzlý operátor dronu, který podle platných předpisů musí svůj stroj udržovat na dohled. Bezpilotní stroj v dohledu operátora je jeden z hlavních požadavků bezpečného provozu bezpilotních letadel v ČR. V rámci předletové přípravy se proto dělí mnohakilometrové potrubí horkovodu vedeného v polích na méně než 1km úseky a operativně se přesouvá pozemní řídící stanoviště. Tento postup umožňuje zmonitorovat přibližně šest kilometrů horkovodu za jeden letový den. V případě, že se vedení horkovodu přiblíží k hustě zastavěným oblastem, předem se vyjednává souhlas s pohybem dronu od majitelů dotčených nemovitostí. Tyto souhlasy jsou později součástí komunikace s Úřadem pro civilní letectví a vyřizování žádosti o povolení k létání nad rámec standardních omezení.

VÝSTUPY KONTROL

Výstupem z provedených kontrol je termovizní záznam celé letové trasy včetně full HD videa s možností detailního zkoumání záznamu pomocí příslušného programového vybavení a výstupní protokol s identifikací problematických míst (tepelné úniky). Vizuální záznamy z těchto kontrol navíc dávají informaci o stavu ochranného pásma kolem horkovodu.

SLEDOVANÉ POTRUBÍ

Sledované horkovodní potrubí má průměr 1 200 mm a sílu stěny 10 mm. Izolace je provedena z minerální vaty a její tloušťka je na topné větvi 300 mm a na vratné větvi 200 mm. Oplechování je provedeno z pozinkovaného lakovaného plechu o tloušťce 0,6 mm.

Teplota horké vody v zimním období je 140°C a její maximální tlak je 2,5 MPa. Pro dosažení předávaného tepelného výkonu 650 MW je průtok horkovodem až 8 200 m³/h.

Na trase je celkem 158 ks ucpávkových kompenzátorů. Jedná se o dva typy ucpávkových kompenzátorů - jednostranný M14 128 525 DN1200 (110 ks) a oboustranný M17 128 525 DN1200 (48 ks).

Termovizní měření jsou prováděna kamerou Optris PI640, která je uchycena na bezpilotním letounu OK – X006A. Rozbor naměřených dat je následně prováděn v programu PI Connect. 

Pro každé prováděné měření se zaznamenávají tyto údaje:

• venkovní teplota,
• vnitřní teplota měřeného objektu,
• čas měření,
• relativní vlhkost vzduchu,
• povětrnostní podmínky včetně rychlosti větru,
• emisivita měřeného povrchu.

VÝSLEDKY MĚŘENÍ

Z dosavadních výsledků měření vyplývá, že celkově jsou izolace na topné i vratné větvi horkovodu v dobrém stavu. Na přiložených termovizních fotografií je vidět, že nejkritičtější místa z hlediska úniků tepla jsou snímací izolace na ucpávkových kompenzátorech a sekčních (uzavíracích) armaturách a dále v pevných bodech a místech dotyku horkovodu s podpěrnými konstrukcemi. Mezi předpokládané přínosy zavedení tohoto způsobu sledování patří:

• odhalování kritických míst horkovodu;
• zlepšení technického stavu izolací horkovodu a jeho ochranného pásma;
• snížení tepelných ztrát – zlepšení úrovně poskytované služby podle HC;
• přesnější plánování finančních prostředků na údržbu izolací a oplechování horkovodu;
• Společnost Energotrans, člen skupiny ČEZ, je vlastníkem a provozovatelem tepelného napáječe, který zajišťuje dodávky tepla z lokality mělnické elektrárny až do předávacího místa v areálu Třeboradice. Společnost Energotrans v souvislosti s rozvojem bezpilotní letecké techniky zavádí termovizní sledování horkovodní trasy, za účelem identifikace míst, kde dochází k nestandardním únikům tepla.

V nadcházející topné sezóně dojde k dokončení měření celé horkovodní trasy a následně bude provedeno vyhodnocení výsledků s dopadem do přípravy plánu údržbových zásahů.

Závěrem lze říci, že výstupy z termovizního měření jsou dále použitelné pro zajišťování údržbových činností, že pomáhají zlepšovat proces péče o zařízení horkovodu a že tento proces posouvají na vyšší úroveň.

Energotrans, a.s. inspects the Mělník-Prague heating pipeline using unmanned aerial equipment
The company Energotrans, a member of the ČEZ group, owns and operates a heat feeder line that supplies heat from the locality of the Mělník power station to the transfer point in the Třeboradice complex. In association with the development of unmanned aerial technology, the company Energotrans is introducing thermal imaging monitoring of the heat pipe's route to identify places where there are non-standard heat losses.

Autoři

• Sejkora Petr
• Ing. Havlíček Zdeněk