在我国电力结构中火电比例约占75.6％，火电厂燃煤灰分高达28％左右，而灰、渣排放仍以水力除灰为主。排灰管线和回水管线中的灰渣、水混合溶液中Ca²⁺、Mg²⁺的浓度较高时，很容易在管壁上形成钙镁盐结晶垢层(以CaCO₃ 为主，占90％左右)，其硬度较大。根据电力环保要求，目前火电厂普遍推广静电除尘器，采取干收湿排和实施灰水闭式循环系统后，加重了灰管结垢，使有效过流截面加速减少、阻力加大、电耗增加，甚至直接威胁除灰系统安全。有时因泵出力不足，渣浆池满水向外溢流，不仅影响电厂现场文明生产，而且容易水溅电机、淹泵房，泵房外的输浆(渣)管容易发生堵塞，甚至爆破淹没庄稼，污染环境[1]。
　　
　　1 我国燃煤电厂输灰管道的除垢现状
　　
　　目前，我国燃煤电厂输灰管道的除垢方法基本上可分为化学法和物理法。化学方法有加酸、炉烟(CO₂)、阻垢剂、分散剂；物理方法有人工振击法、管材法、三相流法、晶种过滤、电解、电场、磁场、超声波和高频电磁场防垢，还有利用空穴效应和气蚀原理清垢的液气压清垢法等。经实践应用，上述方法均存在一定局限性，不能同时符合环保及技术性、经济性要求，多数不被电厂接受。目前常用的是化学清洗法和人工振击法。
　　
　　大多数的排灰管道都使用化学清洗，一般每隔1～2年需对冲灰管道进行一次清垢，化学清洗法存在很多弊端。

    a．化学清洗法多采用盐酸，常因酸液使用不当，对环境造成污染。
　　
　　b．药液消耗量大，费用高。对于一个中型燃煤热电厂，平均每2年需要对管道进行一次停机酸洗，仅酸液成本就达10万元左右。
　　
　　c．很难准确计算投药量，容易发生欠洗和过洗，不仅清洗效果不佳，而且易于腐蚀管道，减短了设备使用寿命。
　　
　　d．需停机清洗，影响设备正常运行。
　　
　　e．施工麻烦，工作量大，费工费时。
　　
　　少数电厂为了环保和节约资金，采用人工振击法清理。当管道内的灰垢沉积到一定程度，严重影响电厂正常生产时，将灰垢集中处的管道切割，用铁锤人工振击管道，使灰垢和管道剥离，然后用吊车将管道吊起将灰垢倾倒出来。这种清理办法虽然简单，清理效果好，但需切割管道，容易使管道变形，且费工费时，劳动强度大。
　　
　　2 机器人设计方案
　　
　　设计可用于燃煤电厂输灰管道和回水管道的除垢机器人。机器人以高压水射流喷枪为末端执行器，可以实现燃煤热电厂机组的不停机清垢，无论是地上管道还是埋地管道都能有效清垢。本方案将管道机器人技术和高压水射流清洗技术有机结合，充分利用管道机器人在管道内行走、监控和高压水射流清洗不腐蚀管道、不污染环境、高效快捷、节能、低成本、高清洗质量等优点。

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