火焰图像监测系统研究 第3页
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根据现有硬件基础,设计开发硬件系统利用继电器板卡和四选一视
频切换器设计视频切换矩阵完成十辣选四的功能以及十辣选一的功能
将视频分配器画面分隔器多端口通信卡图像采集卡及高性能工业
计算机等硬件集成建立一套火焰图像监控系统
(2)火焰算法研究
进行火焰燃烧判断算法的研究提高火焰检测的可靠性以前的火
焰检测器主要的缺点也就是不能够给出可靠的报警信号易受到负荷波
动的影响本文通过大量现场实际的研究提出了更加可靠的判断算法
(3)温度场及误差分析
高温火焰的温度分布场是燃烧领域内一个极其重要但又比较复杂
的问题在工程应用方面寻找一种简便快捷的方法进行温度场的测
量显得尤为重要基于计算机图像处理的温度场测量方法是近年来在国
内外得到较多研究的一项技术根据彩色CCD摄像机的色度学原理运
用比色测温法的原理可以进行温度场的计算和判断这种方法不需要
选取参考点直接利用彩色CCD摄像机获取的火焰图像计算初温度场
(4)火焰偏心研究
在典型的四角切圆燃烧锅炉中燃烧工况的不合理造成的四角燃烧
不均匀火焰中心偏斜火焰刷墙等是导致炉膛结焦炉管爆破炉膛
灭火炉膛爆炸的重要原因为了有效的避免上述各种事故当火焰中
心偏心偏斜时必须及时的得到调整这就需要一种有效的算法来判断
火焰燃烧中心是否处在正确的燃烧位置本部分主要根据全炉膛火焰的
燃烧状况提出了一种火焰燃烧偏斜判断算法
(5)软件设计
上下位机应用软件均采用VC 6.0作为开发工具利用C/C
语言实现各项功能上位机主要完成实时显示模拟显示直方图
历史曲线事故记录温度场及伪彩色温度场等功能下位机主要完成
火焰燃烧检测和传感器故障诊断最终形成一套完整的火焰检测系统软
件华北电力大学北京硕士学位论文
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§1.4小结
介绍了当前国内外火焰检测的主要方法和发展趋势论述了火焰
图像监测系统研究课题的研究目的和意义介绍了本课题研究内容和
系统设计思路华北电力大学北京硕士学位论文
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第2章火焰图像监测系统硬件设计
§2.1系统功能
系统具有炉膛火焰的实时监视功能灭火保护功能实时诊断和故
障记录与追忆等主要功能
l监视功能
一.实时显示每个燃烧器火焰情况每个画面自由切换和可以报警切
换
二.可以用16个画面同时实时的显示16个燃烧器的燃烧情况也可
以用四画面方法显示任一层火焰的燃烧情况
三.可以用录像机录下任一事件前24小时的层火焰燃烧情况
l灭火保护功能
一.通过图像处理可以输出单个火嘴的熄火开关量信号并经逻辑处
理后送炉膛安全监控系统(FSSS)动作停炉
二.火焰图像传感器故障诊断提高系统的可靠性
l实时诊断功能
一.利用炉膛看火电视装置对炉膛燃烧火焰温度分布曲线进行监
视实时显示锅炉内部温度场分布曲线
二.及时预报燃烧过程的异常情况防止锅炉事故发生
三.对炉膛的稳定程度做出评价以使锅炉经济运行
四.可以在计算机屏幕上用直方图趋势图等实时显示每个火焰燃烧
器的情况
l故障记录与追忆
一.系统自动记录事故报警的时间及报警方式
二.根据需要查看报警的时间报警时火焰的燃烧状况
三.可重演停炉前瞬间至其前20分钟的图像并可以使用录像
机录下永久保存华北电力大学北京硕士学位论文
§2.2系统结构
根据以上基本功能分析设计了一套200MW燃煤机组锅炉火焰图像
监控系统结构成图2.1所示200MW燃煤机组锅炉总共有十辣个煤粉
燃烧器系统采用单燃烧器检测即每个燃烧器都安装一个火焰图像传
感器
图2.1系统构成
再加上一个全炉膛图像传感器以便全炉膛燃烧情况的实时监控故共
有17个火焰燃烧图像信号其中全炉膛图像信号直接进入上位机进行火
焰燃烧偏斜的判断传感器1传感器16首先进入视频分配器将视频
信号无衰减分配成多路信号其中一路进入下位机每台下位机完成四
个火焰燃烧器的火焰循环检测16个燃烧器总共需要4台下位机进行处
理下为机与上位机之间通过串口进行信息的交换分配器出来的另外
一路信号进入视频矩阵视频矩阵通过继电器板接受上位机的命令来确
定显示的视频信号视频矩阵出来的视频信号进入画面分割器同样分
割器也通过串口接受上位机的命令来确定显示层燃烧器或者四画面显
示画面分割器出来的信号一路直接进入上位机实时显示一路进入录
像机实时记录图像信息供以后事故追查用上位机同时带有两套键盘
共享器
键盘
鼠标
显示器
键盘
鼠标
显示器
传感器上位机
全炉膛信号
画面分割器录像机
频分配器视
传感器1
传感器2
传感器16
视频矩阵
下位机1下位机2下位机4
至FSSS火焰信号
油枪点火信号
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