浅析数字图像火焰检测技术
1998 年,由烟台龙源技术开发公司生产的首台#数字图像火焰检测系统已在江苏丰城电厂 3 锅炉上正式投入运行 ,并且已经取得了很好的效果。笔者通过对数字图像火焰检测系统的简要介绍 ,希望能为电厂专业人员进行热控系统改造提供借鉴。
为了配合电力行业化学仪表检验标准发布后的宣贯实施,由河北省电力试验研究所研制了火力发电厂在线工业化学分析仪表综合校验装置,经技术监督部门全面检验后认为:“该产品符合有关分析仪表方面的国家计量检定规程的规定,能满足电力行业化学分析仪表检验标准的技术要求。”国家电力公司组织鉴定做出的结论为“该装置系国内首创,填补了国内电厂化学分析仪表标准化检验的空白,其综合性能指标具有国际先进水平”。
本产品适用于电力、石油、化工、制药等行业中应用的化学分析仪表的技术性能检验、文护调校及专业管理工作。有意者可向河北省电力试验研究所河北瑞特电力科技有限公司索取详细资料。
电站锅炉燃烧的稳定性直接影响着机组的安全经济运行 ,炉膛安全监控系统在锅炉运行的各阶段
对锅炉进行连续的监视和控制 ,完成对油燃烧器和煤粉燃烧器的管理 ,保证锅炉的安全运行 ,其关键是
对锅炉炉膛火焰的检测。目前常用的火焰检测装置采用可见光或红外线的检测原理对火焰的强度和抖
动频率进行检测 ,这种检测的探头视角较小 ,一般在10°～15°,且受安装条件的限制可调整范围也很小
另外 ,火焰检测的准确性也易随锅炉负荷、炉膛负压、一次风速和煤种的变化而变化 ,尤其是单火咀火
焰检测准确率低 ,影响了锅炉的稳定运行。数字图像火焰检测系统是一种采用传像光纤和计算机图像
处理对火焰进行检测的新技术 ,并已经开始在国内外应用。
1 数字图像火焰检测系统原理
数字图像火焰检测装置采用传像光纤和摄像机作为一次传感器 ,直接拍摄火焰图像 ,其视频信号经
过视频信号分配器 ,1 路信号送到火焰监视系统多路视频切换器 ,另外 2 路分别送到火焰检测系统的
视频信号切换器。火焰监视系统把视频切换器上的每一个信号传送到计算机 ,在计算机 CRT上显示出
来 ,也可以把火焰以伪彩色图像的形式显示出来火焰检测系统对火焰进行分析 ,送出火焰的 ON/
OFF信号。
2 数字图像火焰检测系统结构
系统结构见图 1。2.1 光纤图像传感器
光纤图像传感器是火焰检测装置中的主要组成部分 ,由彩色摄像机和传像光纤组成。一根传像光
图1 数字图像火焰检测系统结构示意纤中有 1 万多根单丝 ,每根单丝都有良好的光学绝缘特性 ,能够独立传输光线而不受其它单丝的影响。每根单丝端面都可以看作 1 个取样孔 ,独立传送 1个像素。由于传像光纤的两端是精确排列、一一对应的 ,即传像光纤的每根单丝在光纤两端的几何位置完全相同 ,因此 ,图像的特性通过每一根单丝独立传送 1 个像素 ,整个图像就能完整准确地传到光纤的另一端。
2.2 监视系统
监视系统由视频信号切换器、彩色图像采集卡、工作站和大屏幕监视器组成。计算机控制多路视频切换器 ,把视频切换器上的每一个信号传送到图像采集卡 ,在计算机 CRT 上显示出来 ,也可以把火焰以伪彩色图像的形式显示出来。大屏幕监视器可以被切割成多画面 ,显示多个火焰的状态。监视系统还具有设置燃烧火焰特征区区域和系统参数的功能。
2.3 火焰图像录放系统
火焰图像录放系统由多画面切割器和长时间录像机组成 ,能连续记录 24 h 画面 ,为事故分析提供依据。556