一种新型炉膛火焰温度图像检测仪
智能图像火焰检测在炉膛安全监控中的应用
于且 只能置 于最 低 ， 法 利 用 频 率 区分 煤 、 火 焰 。 无 油 原有火 焰检测 探头 存在 严 重的 “ 看 ” 偷 现象 ， 即使 对
应的燃烧 器未 投入 运 行 ， 对 面或 相 邻 的 火 嘴有 火 在 时， 它就可 能检测 到该燃 烧器 有火 ， 从而 导致 全炉膛
张 国平 ， 丁益 华
（ 江苏 华能淮 阴发 电有 限公 司 ， 江苏 淮 阴 ２ ３ ０ ） ２ ０ １
摘 要 ： 绍 了Ｌ ２ ０ 舟 Ｙ ０ ０型智能图像火焰检剐 系统的机理、 构成 、 功能厦其在 ６０ｔｈ锅炉上 的应 用。访 系统 与早 期 ７ ／
产品相 比， 高了妒膛安奎监控 系统保护动作 的可靠性 ， 提 具有推 广应 用的价值。 美键词 ： 智能图罐 ； 火焰检剐 ； 妒膛安垒监控 系统 中 图分类号 ： Ｍ６ １２ Ｔ ２ ． 文献 标识码 ： Ｂ 文章编 号 ：０ ９ ６ ５２ｏ ） ｌ ０ ４—０ ｔ０ 一ｏ ６ （ｏ ２ｏ 一０ ２ ３
着 火 区的位置 经常 发 生 漂移 ， 致使 火 焰 检测 探 头未 能 跟踪着火 区域 ， 成火 焰 检测装 置发 出错 误 信息 ， 造 从 而 使炉膛安 全监 控系 统误动作 。
２炉 Ｆ Ｓ Ｓ Ｓ的运行 实 践 证 明 ， 投产 开 始 ， 从 火 焰 频 率的设定 一直 形 同 虚 设 ， 有频 率 设定 值 均置 所
锅炉 炉膛安 全监 控 系统选用 生产 厂家 早期 的 Ｚ ＨＩ
Ｉ 型可 见 光火 焰 检 测 装 置 与 ＭＨ Ｂ—ｌ 型 基 于 Ｐ Ｃ Ｉ Ｌ
的逻辑 装置 组 合而 成 的 系 统 ， ９ 为 ０年代 初 期 产 品。 其火焰 检测 基 于可 见 光原 理 ， 即无 论 煤 燃料 还 是 油 燃料在燃 烧 时均 具 有 一定 的强 度和 脉 动 性 （ 率） 频 ， 而煤 和油 的频 率是有 差别 的 。燃烧 器燃 烧 时的可见 光经 火焰检 测 装置 的探头 检测 、 对数放 大 、 信号转换
KIC-2000炉温测试仪
KIC-2000炉温测试仪简介KIC-2000炉温测试仪是一款主要用于电子制造行业的温度测试仪器，被广泛地使用于SMT生产线中，能够通过测量SMT炉子内各个区域的温度，提供炉子温度曲线，控制PCB烘烤的整个过程，确保PCB烘烤完全、稳定，从而提高SMT质量和良率。
功能和特点1.测量炉子内各个区域的温度，提供炉子温度曲线；2.可设定目标温度和烘烤时间，确保PCB烘烤完全、稳定；3.可实时监测炉子内温度变化，控制整个过程；4.通过内置的温度校准，在可靠性和精度上保证仪器的优势；5.具有大容量的数据存储和传输功能，方便用户进行数据分析和管理；6.直观的UI界面，简单易用的功能设置，使得用户能够轻松上手；7.轻巧便利的设计，可轻松移动和存储。
使用方法1.前置准备：将KIC-2000炉温测试仪安装在SMT炉子的适当位置（一般为炉子的顶部），并安装好温度探头；2.打开仪器并进行初始化设置，输入目标温度和烘烤时间；3.将PCB放入炉子内，启动烘烤程序；4.KIC-2000炉温测试仪将会自动采集温度并绘制温度曲线；5.当烘烤时间达到设置的时间后，仪器会自动停止并提醒用户取出PCB。
技术参数参数描述测量范围0℃～400℃分辨率0.1℃精度±1℃（0℃～200℃），±2℃（200℃～400℃）传感器类型K型热电偶存储空间最多可存储100万组数据通讯接口USB接口电源DC 9V，1A尺寸120mm69mm26mm重量约150g总结KIC-2000炉温测试仪具有精准测量、直观操作、易于移动和存储等特点，能够为电子制造行业提供高可靠性、高精度的SMT质量控制解决方案。
它的使用不仅能够提高SMT生产线的质量和 yield率，同时还为提升生产效率和减少生产成本做出了重要贡献。
高温炉炉温测试仪说明书电子版
高温炉炉温测试仪说明书电子版高温炉炉温测试仪说明书电子版一、产品简介高温炉炉温测试仪是一款用于测量高温炉内部温度的仪器设备。
它采用先进的传感器技术，能够精确、实时地监测高温炉内的温度变化，并将数据展示在仪表盘上，方便用户实时了解炉温情况。
该测试仪还具备数据记录功能，可以将温度数据保存在设备内部，并可通过USB接口将数据导出到电脑进行后续分析。
二、产品特点1. 高精度测量：该测试仪采用了高精度传感器，能够在高温环境下做出非常准确的温度测量，保证测试结果的可靠性。
2. 快速响应：测试仪的传感器具有快速响应的特点，可以迅速感知到温度变化并及时反馈给用户。
3. 易读操作界面：测试仪配备了大尺寸的液晶显示屏，显示清晰、直观，方便用户读取和操作。
4. 人性化设计：仪器外壳采用优质材料制造，具有良好的耐高温能力和抗腐蚀性能，适用于各类高温环境下的使用。
5. 数据记录功能：仪器具备内部存储功能，能够保存多组温度数据，用户可根据需要随时导出保存的数据。
三、产品使用方法1. 开机及初始化：接通电源后，按下仪器上的开机按钮，显示屏将显示欢迎界面，并自动进行系统初始化，完成后显示待机界面。
2. 温度测量：将传感器插入高温炉内，等待一段时间使其与炉内温度达到平衡，然后读取温度数据。
3. 数据记录：在测量过程中，仪器将实时记录温度数据。
用户可以通过按下仪器上的记录按钮，将当前的温度数据保存至内部存储器中。
4. 数据导出：连接电脑和测试仪，打开存储器导出程序，通过USB接口将内部存储的数据导出至电脑进行分析和保存。
四、常见问题解答1. 为什么我测得的温度与实际温度存在误差？答：请确保测试仪的传感器已经和高温炉内的温度平衡，另外，如果传感器头部脏污过多，也会影响测量结果，请注意清洁。
2. 是否可在高温炉内连续工作？答：由于测试仪经过专门设计，具有良好的耐高温能力，因此可以连续在高温炉内工作。
五、注意事项1. 使用前请仔细阅读本说明书，了解产品功能和正确操作方法。
美国Forney公司火焰检测器及其应用
美国Forney公司火焰检测器及其应用包春雨（淮北国安电力有限公司，安徽淮北235106）摘要：为防止炉膛爆炸，大容量机组的锅炉均装设锅炉灭火保护装置，但是如何选用安全可靠的火焰检测装置，将直接关系到炉膛和整个机组的安全经济运行。
为此，以美国Forney火焰检测系统为例，介绍它在淮北二电厂的安装、使用和维护方面的一些经验，供同行借鉴。
关键词：Forney火焰检测器；锅炉；燃烧器；火焰检测系统是炉膛安全监控系统中的一个十分重要的组成部分。
该系统可靠与否，直接关系到炉膛的安全运行。
淮北二电厂炉膛火焰检测系统采用美国Forney公司生产的内窥式数字剖面火焰监测器（Digital Profile Detector，以下简称DPD火检）。
它采用了微处理技术和专用软件，用于鉴别单燃烧器或多燃烧器燃烧环境中的目标火焰。
锅炉炉膛每个火焰都有独特的剖面特性，就如同人的“指纹”一样。
在“学习”模式下，DPD火检装置对目标火焰交流信号的频谱进行实时分析，以确定被监测火焰的类型（如本燃烧器有火、相邻燃烧器窜火、背景火焰或无火）和火焰频谱的特定剖面形状，建立数学模型；在“运行”模式下，DPD火检装置则不断地将目标火焰信号与建立的数学模型进行比较，从而对火焰的有无作出准确可靠的判断。
1 淮北二电厂火焰检测系统构成淮北二电厂2×300 MW机组的锅炉为DG1025／18．3－Ⅱ4型亚临界自然循环汽包锅炉，一次再热、单炉膛、平衡通风、半露天∏型布置，点火及助燃油为0号柴油。
机组采用钢球磨中储式制粉系统，用热一次风送粉；燃烧器为直流式四角切圆布置，有A，B，C，D，E五层，另有AB，BC，DE三层点火油枪，八层辅助二次风，顶层有一层燃尽风，其下面是两层三次风（制粉系统乏气），每层煤粉燃烧器都配有周界风。
淮北二电厂DCS采用美国西屋WDPF－II型控制系统，具有DAS，CCS，SCS，BMS，DEH和BF－PT等主要功能。
锅炉燃烧器火焰图像检测系统的开发设计
在 摄 像 机 镜管 中 ，成 像 光 纤 的两 端 安 装 有 透 镜 ，一 端 为 物 镜， 其视 场角 为 ９ 。耐 温 达 到 ２ ０Ｃ。 了 防止 火 焰 的 高 温 辐 射 Ｏ， ０ｏ 为 和烟 气 中灰 焦 的磨 损 ， 物 镜 的 前 端 装 有 耐 高 温 、 磨 损 的 蓝 宝 在 耐
冷 却 吹 扫 风 部 分 组成 ， 每 只 燃烧 器配 置 １套火 焰 图像 传 感 器 。 为 ２ 火 检 冷 却 风 系 统 。 ２台风 机 、 ） 由 空气 过 滤 器 、 换 挡 板 、 转 差 压 开 关 和 控 制 柜 组成 。 提供 对 火 焰 图像 传 感 器 的冷 却 吹扫 作 用 。 ３ 视 频 信 号 分 配 器 。包 含 若 干 只 “ ） １分 ２功 能 ”将 每 一 路火 ， 焰 图像 传 感 器 的 视频 信 号 分 别 送 往 火焰 图像 监视 管理 系 统 和层 火 焰 图像 检 测 器 。 ４ 层火 焰 图像 检 测 器 。 只 图 像 检测 器轮 流对 该 层 四角 （ ） 每 对 应 于前 后 墙 对 冲燃 烧 锅 炉 ， 是 该 层 每 只 ） 烧 器 的火 焰 进 行 图 则 燃 像 处 理 、识 别 ，最 终 发 出 每 只煤 粉 燃 烧 器 火 焰 有 火 无 火 的 Ｏｎ ／
火 焰 图像 的实 时真 彩 色 显 示 、伪 彩 色 显 示 、 燃 烧 强 度 直 方 图显 的 ４只燃 烧 器 。
在 煤 粉燃 烧 器 附 近 ， 圆形 的视 野 在 矩形 的 ＣＣ Ｄ靶 面上 形 成
图像 ， 粉 自视 野 一侧 喷 出 ， 煤 形成 亮 度 较 低 的黑 龙 区 ， 后 随 着 温 然
蒋 学 润 （ 东方锅炉控制有限公 司， 深圳 广东 深圳 ５ ８５ ） １０７
BURNER-CT 1 锅炉燃烧器诊断系统—西斐
BURNER-CT1 锅炉燃烧器诊断系统概述BURNER-CT 1 炉膛燃烧器诊断系统通过对每个燃烧器火焰温度场和每个燃烧器二次风流量的精确测量，优化燃烧器火焰温度场的分布和每个燃烧器的配风。
使每个燃烧器实现最佳的风/燃比。
BURNER-CT 1可以提供两种燃烧器运行模式供用户选择：z燃烧效率最高模式：在锅炉的典型工况下，优化每个燃烧器风/燃比，以实现燃烧效率最高。
z排放最低模式：在锅炉的典型工况下，优化每个燃烧器风/燃比，以实现锅炉排放最低。
提供的价值-提高锅炉的燃烧效率-减少NOX污染物的排放 -减少飞灰含碳量的排放-减少燃烧器喷嘴结焦-减少燃烧器区域水冷壁结焦 -延长水冷壁的使用年限燃 烧 曲 线 图系统组成BURNER-CT 1炉膛燃烧器诊断系统由温度场探头组件、质量流量计、就地仪表柜、冷却水系统、控制机柜和GUI组成。
z温度场探头组件： 温度场探头为双色光谱设备，安装在锅炉的炉壁上，用于测量每个燃烧器火焰的温度场的图像数据。
由观测管组件、快门、透镜、温度场探头组成。
z质量流量计： 安装在每个二次风箱的挡板前的风道内，用于测量每个二次风的流量。
z就地仪表柜： 安装在锅炉燃烧器的平台上，内部装有Ethernet开关、开关电源、流量传感器的控制单元。
z冷却水系统： 安装在锅炉燃烧器的平台上，由于温度场探头安装的位置温度非常高，通过水冷给温度场探头提供足够的冷却。
z控制机柜： 安装在控制机房内，用于提供炉膛燃烧器诊断系统内部的控制、燃烧优化算法的硬件平台。
由控制单元、I/O卡件、触摸屏组成。
z GUI炉膛燃烧器诊断系统人机界面：用户可以在GUI上看到燃烧器火焰温度场的图像数据、二次风的流量信息、二次风挡板位置、选择燃烧器的运行模式等。
GUI人机界面z闭环控制我们懂得如果燃烧器诊断系统实现不了闭环控制，将无法对改善锅炉运行带去直接的指导意义，进而无法对锅炉的优化燃烧产生足够的价值。
Safe-fire的燃烧器诊断系统BURNER-CT 1通过与DCS的配合，实现对锅炉燃烧的闭环控制，不仅对每个燃烧器的火焰温度场和每个二次风箱的风量进行精确测量，而且提供燃烧效率最高和污染物排放最低模式供用户选择。
炉温测试仪KIC2000
炉温测试仪KIC2000简介炉温测试仪KIC2000是一种用于测试工业烤炉温度的仪器。
通过接入温度控制系统，KIC2000可以记录烤炉内部温度变化数据，并将这些数据传输到计算机或其它外界设备中，以便分析和监控。
KIC2000可以实现高效的温度轮廓分析和过程控制，从而帮助用户提高烤炉温度控制的可靠性和稳定性。
功能温度测量KIC2000可以测量工业烤炉内的温度，并可以根据用户的设置来表示炉内的温度范围。
数据存储KIC2000可以存储多组测量数据，并可以将数据保存到计算机或其它设备中进行分析和比较。
用户可以选择不同的数据存储方式，例如：CSV、Excel等格式。
温度控制KIC2000可以与温度控制系统连接，以实现更精准的温度控制。
用户可以使用KIC2000来监测烤炉的温度变化，并可以根据需要进行调整。
软件控制KIC2000可以使用配套的软件进行控制和设置。
软件可以实现快速的数据采集、分析和控制。
此外，软件还提供了多种测试模式和报告功能，帮助用户更好地了解烤炉温度变化趋势，并进行控制。
应用炉温测试仪KIC2000广泛应用于电子产品制造、汽车制造、家用电器、医疗设备等行业，主要用于烤炉温度控制、质量检测、生产过程监控等方面。
例如，在电子产品制造环节中，炉温测试仪KIC2000可以用于PCB板表面质量的控制。
如果温度控制不当，电子板表面的焊点可能会出现瑕疵，影响产品的品质和可靠性。
通过使用KIC2000，制造厂商可以实时监测烤炉内部的温度变化，并可以根据数据调整烤炉的温度控制，从而提高产品的生产效率和质量。
总结炉温测试仪KIC2000是一种用于测试烤炉温度的高效设备，可以帮助客户提高烤炉温度控制的可靠性和稳定性，同时可以提高制造效率和产品质量。
KIC2000广泛应用于电子产品制造、汽车制造、家用电器、医疗设备等领域。
虽然KIC2000在应用中存在着种种技术难题，但随着新技术的发展，我们相信KIC2000将会有更广泛的应用前景。
HLV-II3火焰电视说明书
HLV3-II型炉膛火焰工业电视系统说明书合肥合力光电应用研究所研制Hefei Heli Institute of Optoelectronics Application目录一、概述 (3)二、装置性能 (3)三、装置特点 (3)四、装置构成 (5)五、验收、安装及调试 (5)（一）验收 (5)（二）安装 (5)（三）调试 (12)六、维护要领 (12)七、附言 (13)八、HLV3-II型高温炉膛火焰工业电视系统设备清单 (14)一、概述火力发电厂锅炉火焰监视装置是观察整个炉膛燃料燃烧状态的彩色工业电视系统。
该装置在锅炉点火、小负荷运行、输煤系统等设备发生故障时，能为操作人员提供真实的电视图像，以便及时处理，避免危害锅炉正常运行的事故发生。
本装置还适用于其他各种高温锅炉、窑炉的炉膛监视。
二、装置性能（1）观察视场范围为≥90°；（2）探头工作环境温度为2000℃；（3）冷却风系统配冷却风压机，包括安装底座、电机、连接件和冷却管路及及金属软管。
（4）工作现场仪表电源是AC220V，50Hz；控制室仪表电源：220VAC，50Hz；功率≥1000W；（5）风压机电源：AC380，50Hz，三相四线；（6）摄像机水平分辨率为480线；（7）综合分辨率＞420TVL；（8）信噪比≥46dB(AGC ON)（9）内窥式光学成像镜头耐高温前端为2000℃，后端200℃；（10）摄像机防护室报警温度为70℃；（11）炉壁开孔尺寸：直径≥102mm,位置按需方要求;（12）安装方式为水平；系统应具有保护功能，摄像探头内摄像机和潜望镜头工作温度动态数字显示，据此温度示值调整风源，可使耗气量最少。
探头超温、气压低时自动退出，进入保护状态；探头进入高温区时自动打开冷却风、退出高温区时自动切断冷却风；（13）DCS系统可操作探头进、退、调整光圈大小、电动变焦远、近，并对系统中两路图像进行合成和切换控制；DCS操作权优先。
美国JNT红外炉膛在线测温仪的应用
Infra-View®红外炉膛在线测温仪的应用一：Infra-View®红外炉膛在线测温仪的用途启动温度：锅炉启动阶段，在121℃～538℃范围内，监视烟气温度上升速率，防止烟温过高，损害过热器和再热器；或防止烟温过低，湿蒸汽进入汽轮机损害叶片。
吹灰器控制：比照吹灰时间与温度的历史记录曲线，改进锅炉性能、控制吹灰器的运行和吹扫时间。
在吹扫期间通过监视锅炉热能瞬变，改善炉管热交换，避免吹扫不足导致结渣。
监视锅炉烟气温度，对比蒸汽出口温度，决定是否需要启动吹灰器。
减少结渣和熔灰：监视过热器和再热器区域的最高允许温度-熔灰报警点。
防止产生熔灰和结渣。
FEGT 高温报警：监视最高温度，保证最大负荷情况下最有效率的运行，防止过热器、再热器和水冷壁管超温损坏。
减少启动时的燃料消耗：基于温度监控燃料转换，优于以负荷为基础，因而可缩短启动时间数小时。
只这一节省就足以支付Infra-View®红外炉膛温度计的费用。
主要炉膛区：监测有分隔墙锅炉不同截面的烟气温度保证温度平衡。
取代烟温探针：用无活动部件的、非接触式、低维护量的Infra-View®红外炉膛温度计取代高维护量的机械式链条驱动的测温探针。
火球定中心（ABB-CE）：对于切圆燃烧锅炉，通过安装在锅炉同侧的两台Infra-View®红外炉膛温度计，控制燃烧角挡板，可解决火球定中心问题。
二、Infra-View®红外炉膛在线测温仪典型应用案例1．深圳妈湾电厂在2006 年某台锅炉烟温探针被烧毁的情况下，试验性的使用了一台型号为IV-2000-VA6FSZB0的Infra-View®红外线炉膛温度计。
初衷本是在启动过程中做监视烟温使用，后来在运行过程中通过Infra-View®红外线炉膛温度计发现，为降低炉膛出口温度及排烟温度，最上面一层磨煤机（F磨）非特殊情况禁止投运的规定并不科学，操作人员在实际中因抬高火嘴角度所造成的炉膛出口温度和排烟温度的升高更胜于投最上层磨煤机。
加热炉火焰检测器原理
加热炉火焰检测器原理
火焰检测器（FireDetector）是用于监测炉膛火焰状态的自动控制系统。
它可以通过检测燃烧过程中火焰的颜色、强度和形状来判断燃烧是否正常。
火焰检测器主要由以下三部分组成：
（1）热电偶
热电偶是一个电阻温度计，它的工作原理是当其靠近炉膛出口时，能使其在高温下电阻产生变化，将信号送到控制系统，经过分析处理后发出报警信号。
热电偶一般使用白铜丝或镀银的不锈钢丝制作。
（2）光电传感器
光电传感器是一个红外探测器，当其接收到红外光时，就会产生电流信号。
该信号可经放大电路放大后，送入单片机进行处理。
当火焰发生时，红外光就会被激发出来。
被激发出来的红外光经光电转换后可以输出0~5V的直流信号。
（3）单片机
单片机是火焰检测系统的控制中心。
它接受光电传感器输出的电流信号和电压信号，根据这些信号计算出火焰的强度和形状，
— 1 —
并通过执行机构控制火焰的熄灭和开启，从而实现对炉膛内燃烧状态的检测。
— 2 —。
LY2000图像火检介绍
图像火检系统介绍一、图像火焰检测系统简介目前我国电站锅炉采用的火焰检测器是以CE为代表的可见光光敏元件和以FORNEY为代表的红外光敏元件的检测器，两种均是利用火焰着火区辐射能量的交流分量，火焰的脉动幅值和脉动频率来检测火焰着火与熄火。
这类火检探头的视角比较小（一般是3°—15°），以便使探头对准火焰着火区，这样探头只能检测到火焰的脉动频率和脉动幅值，然而在锅炉运行过程中，由于锅炉负荷及配风的变化，尤其是我国电站燃煤锅炉煤种变化较大，引起着火区的位置经常发生漂移，致使火检探头很难对准着火区，容易造成火检发出错误信息。
针对目前国内锅炉火检状况，我公司推出了新一代火焰检测装置——图像火焰检测装置，它是一种利用火焰图像来全程监视火焰燃烧状况，而且判断火焰是否存在，不受煤种和负荷变化影响的火焰检测装置。
我们采用广角长焦距工作镜头（视角约90°）和彩色CCD摄像机直接拍摄燃烧器火焰图像，燃烧火焰图像包含着大量的信息，利用传像技术、计算机数字图像处理技术、模式识别技术对火焰图像进行处理，实现对燃烧器出口火焰图像的采样、数据处理和特征识别，准确发出单个燃烧器火焰的ON/OFF信号，并提供给操作人员丰富的可视化图像信息，将各燃烧器火焰图像直观的显示在CRT上，锅炉运行人员根据燃烧器的火焰图像调整一、二次风配比，提高煤粉的燃烬度和锅炉燃烧效率，减少烟气污染，最终使之能够指导燃烧，保证锅炉运行在最佳工况，实现稳定、经济、洁净燃烧的目的。
二、LY2000-Ⅱ型图像火焰检测系统功能及特点1、能够实时、准确、可靠地输出每个燃烧器火焰ON/OFF的开关量信号。
采用广角长焦距工作镜头和彩色CCD摄像机直接拍摄燃烧器火焰，大大提高了火焰检测的直观性、灵敏性、准确性和鉴别能力。
火焰图像传感器视角可达90度，能够摄取单火咀燃烧火焰图像，该图像包含火焰的所有特征区，确保后续检测的准确性，提高系统适应能力。
基于火焰图像的工业炉温度检测技术研究
图像分割是 由图像处理到图像分析的重要一步 ，也是关键的一步。图像分割方法主要有 ：基于阈值的 分割方法 、基于区域的分割方法 、基于边缘 的分割方法以及基于特定理论的分割方法等口 １ 。本文采用了松弛 迭代法对火焰 图像进行分割 ，该方法既可以减少 因干扰导致的各种噪声 的影响 ，同时成功地将火焰 图像核 心 区域完 整准 确地 分割 了 出来 。
［】 ２ 刘玉 长， 刘志明， 易正明． 氧化铝 回转窑火焰图像分 割和特征提取技术［． Ｊ计算机测量 与控制，０ ６１（） ０ — １ ］ ２ ０ ，４７： ９ ９ １ ９
【 钟志光， ， ３ ］ 卢君 刘伟荣 ． ｓａｃ ＋ Ｅ Ｖ ｕｌ ＋． Ｔ数字图像处理实例与解析【］ ｉ Ｎ Ｍ． 清华大学 出版社， ０： 北京： ２ ３． ０ ６
【 收稿 日期 】 ０ ２ ０ 一 ９ ２ １— ｌ２
（） ３
［ 作者简介】 刘明君（ ９ １ ，男，山西临汾人 ，忻州师范学院物电 系助教 ，硕士 ，从 事图像 处理 与信号检测研 究。 １８ 一）
・
１ ・ ２
实际上 ，辐射率 （ 不是一个常数 ，而是绝对温度 的函数 ： ）
达 为［ ６ ］ ：
Ⅳ）１ １ 当时 ％ ／ ４ ＝ ． ．（ １ 帆＝ 时） Ｎ） ．１ 、 ： １ ｝ Ｎ ． ３
时 ＮＨ Ｎ 时、 ， ）
（） １ ５ １） ６
这样 ，根据修 正 系数 Ｆ Ⅳ） 式 （ ） （ 及 １ ，就可 对 炉膛燃 烧火 焰 图像温度 进行 计算 。 ４
Ｉ ｛ｉｅ ｃ ｕ ａｅ ｍｅ ｓ ｒ ｆ ｅ ｌｓｏ ｓｓ ｎ ｅ ｌ Ｏ ￣， Ｋ Ｑ ，１ ＫＩ ａ ｄ １ Ｍ ｒ ． ｔｃ ｎ ｂ ｈ ｆ ｄ ｔ ｎ ｎ ｔ ｅ ｅ Ｉ ｓａ ｃ ｒ ｔ ａ ｕ ｅ ０ ｓ ａ ｅ ｆ ｅ ｉｔ ｃ ： Ｏ ｌ １ １ｚ ４ ｒ ａ ０ ） ｎ ０ ／ Ｉ ａ ｅｓ ｉ ｅ ｏ ｏ ｅ ａ ｏｈ ｒ ｔ
火电厂炉膛火焰电视监视系统
火电厂炉膛火焰电视监视系统摘要：炉膛火焰电视监视系统的原理和组成及炉膛火焰电视监视系统在火电厂的应用。
关键词：炉膛安全经济运行不可缺少的装置原理1 工程设计要求本工程设计炉膛火焰电视摄像孔在左右侧墙水冷壁对称布置39.8?m处。
厂家预留孔洞尺寸￠76。
采用东锅设备:DZHJ－300JS气冷内窥式高温工业电视系统，该系统通过电动执行器将摄像探头伸入到高温炉膛内获取炉内图像，并将图像信号传输至工业电视系统。
系统采用结构化设计，安装维修便捷，环境适应性强，抗干扰能力强，耐高温耐腐蚀，视场角大，图像清晰，用气量少，使用寿命长。
2 炉膛火焰电视监视系统重要性DZHJ－300JS气冷内窥式高温工业电视系统设备可将摄像镜头直接伸入炉内，在集控室连续实时地监视炉内火焰的工作状态，可清晰地观察到炉膛四角位置分布的4个燃烧喷火嘴及每个喷头嘴喷火形状，对于炉内油嘴雾化不良，漏油造成喷火不畅，火焰变小以及火嘴配风不好引起火焰过长而出现舔管现象，炉内炉管变形，烧结而爆管的事故都能实时监视并及时处理防止炉内事故发生，确保了锅炉炉膛安全、经济运行不可缺少的装置，还便于实现集中调度及生产过程的自动化。
3 系统构成该系统主要包括:电视系统、冷却保护系统、进退伺服系统组成。
3.1 电视系统由高温针孔镜头、彩色摄像机、视频电缆及彩色监视器组成。
(1)高温针孔镜头:为高温摄像专用镜头、固定焦距、自动光圈,此镜头在冷却保护套保护下通过炉墙上预制窥火孔插入炉膛内,可将锅炉内部的火焰图像传送给彩色摄像机。
(2)彩色摄像机:工作稳定性可靠,具有耐烧伤、抗磁场强,对振动和冲击损伤的抵抗力很强特点,在系统中,将高温针孔镜头观察到的炉膛内火焰像转换为视频信号,传送给彩色监视器。
3.2 保护系统为了保证摄像机镜头能在高温炉膛内正常工作,本系统采用冷却风方式,并且针对系统运行中可能出现的异常情况,采用温度、压力传感器,设计了自动保护功能。
一旦冷却风系统出现故障,本系统就能自动将摄像探头部件退出炉膛,并且伴有相应的报警信号。
图像火焰检测系统特点及其应用
Ｖ １３ ， ｏ Ｉ ｏ．０ Ｎ ．
Ｈ ｉ ｎｊ ｎ ｌ ｔｃＰ ｗ ｒ ｅ ｏ ｇ ａｇＥｅ ｒ ｏ ｅ ｌ ｉ ｃｉ
Ｆ ｂ ２ ０ ｅ．０８
图像 火 焰 检测 系统特 点及 其应 用
吕锡 江
（ 华电能源牡丹江第二发 电厂 ， 黑龙江 牡 丹江 １７ １ ） ５ ０５
ｔ ｎｆ ｌ ｉ ｆｒａｅａ ｄｊｄｅｃｎ ｉｏ ｆ ａ ｏ ｕｔ ｎ ｗ ｉ ａ ｅ ｐｒｔ ｓｗ ｔｈｔｅｆ ｍｅｉ ａ ｅ ｉ ｅｄ ｎ ｕｎｃ ｇ ｏ ｄｔ ｎｏ ｍｅｃｍｂ ｓｏ ， ｈｃ ｍ ｋｓｏ ｅａ ｒ ａ ａ ｇ ｏ ｉ ｎ ｕ ｉ ｌ ｆ ｉ ｈ ｏ ｃ ｈ ｌ ｍ
世纪华源科技开发公司研制 。整套系统 由光学子 系统、 Ｃ Ｃ Ｄ摄像仪、 数转换器 、 模／ 计算 机处理子
系统和辅助子系统等组成 ， 如图 １ 所示 。该系统 以获取炉膛火焰 图像为基 础 ， 由光学子 系统和 Ｃ Ｄ摄像仪组成 的火焰 图像传感 器完成。由摄 Ｃ 像机出来的信号为电视模拟图像信号（ 即视频信 号）经模／ ， 数转换器（ 视频采集卡实现 ） 将模拟图 像信号转换为顺 序存放 的数 字图像 ， 通过其 中的
器 的更 新换代奠 定 了基 础 。
火焰监测从 ２ 世纪 ５ ０ ０年代初的硫化铝光电 管 开始 ， 过几 十年 的开发 研制 ， 后 出现紫外 线 经 先
型、 红外线 型 、 离子 型 、 可见 光型 、 组合 型检测 器和
１ ｝亚 一 ｃ ０ 型图像火焰检测系统 Ⅱ ＦБайду номын сангаас ０
Ｈ Ｅ— Ｃ ２０ Ｅ Ｆ Ｓ００型图像火焰检测 系统 由北京
Ｋｅ ｙ ｗｏｒ ｓ：ｍａ ｅ；ｆ ｍｅ；ｔｓ ｄ ｉ ｇ ｌ ａ ｅｔ
一种新型的炉膛火焰监测器
一种新型的炉膛火焰监测器
吴伟华;朱宝宇
【期刊名称】《江西电力》
【年(卷),期】2001(025)004
【摘要】介绍丰城发电厂锅炉炉膛火焰监测器改造的设计原理与调整试验.【总页数】6页(P32-37)
【作者】吴伟华;朱宝宇
【作者单位】江西丰城发电厂,江西,丰城,331100;江西丰城发电厂,江西,丰
城,331100
【正文语种】中文
【中图分类】TK32
【相关文献】
1.一种新型轨行式桥梁检查车用弹簧加持力监测器的研制 [J], 熊键
2.一种新型炉膛火焰温度图像检测仪 [J], 娄春
3.基于炉膛火焰图像处理的工业锅炉炉膛平均辐射能的计算机算法 [J], 杨浩兴
4.新型清焦装置在炉膛火焰红外温度检测系统的应用研究 [J], 张维;刘禾;杨国田;马亮
5.基于火焰光能的炉膛火焰温度在线检测研究进展 [J], 唐秉湘;滕召胜;王卓
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收稿日期:2003-11-09作者简介:娄 春(1977-),男,重庆人,硕士,从事电站锅炉燃烧监控研究。
一种新型炉膛火焰温度图像检测仪娄 春(华中科技大学煤燃烧国家重点实验室,湖北武汉430074) 摘要:设计了一种新型的便携式炉膛火焰温度图像检测装置,系统由便携式炉膛火焰探测器及基于DSP 的数字电路组成,通过对火焰辐射图像的处理直接给出火焰温度图像的检测结果。
温度检测方法是采用基于彩色火焰图像r 、g 、b 三基色的综合测温法,该方法通过黑体炉的标定具有较高的测量精度。
在一台300MW 电站锅炉上的仿真实验表明,炉膛内的燃烧温度与负荷的变化相同,检测结果与比色高温计检测结果相比,误差在5%之内。
关键词:火焰温度测量;电站锅炉;数字信号处理器中图分类号:TK 311 文献标识码:B 文章编号:100020682(2004)0520060203A ne w type of novel flame temperature detecting systemLOU Chun(State key lab o f coal combustion ,Huazhong Univer sity o f science and technology ,Hubei Wuhan 430074,China ) Abstract :The paper presents a novel flame tem perature image detecting system.The system ,which con 2sists of a handy flame image detector and digital circuits based on DSP ,calculates the tem perature distributions of flame in furnace through radiative image processing.The system adopts a synthesis method to detect the tem 2perature of flame based on red ,green ,blue data in color flame images.The method has high precision after cali 2brated by a blackbody furnace.The simulation experiment on a 300MW furnace shows the tem perature in fur 2nace is correponding to the load of furnace.The measurement error is less than 5%com pared with a pyrometer.K ey w ords :flame tem perature measurement ;plant boiler ;DSP0 引 言 在电站锅炉及工业炉膛中,燃烧火焰的温度检测对于锅炉的安全、经济运行有重大的意义。
在实际应用中主要采用热电偶、比色高温计、红外热像仪来检测炉膛中燃烧火焰的温度。
由于锅炉内的燃烧状况较为复杂,以上测温手段都存在着各自的不足之处。
近年来,基于火焰辐射图像的处理技术建立的双色法、单色法等燃烧温度图像检测方法,得到了广泛的应用[1,2]。
这些方法采用带有工业CC D (电荷耦合器件)摄像机的耐高温内窥探头拍摄炉膛内的彩色火焰图像,在计算机上通过对火焰图像的处理,可以得到火焰的温度分布。
但由于图像处理所涉及的数据量大,并且考虑到炉膛火焰测温中的特殊工业环境,这种基于工控机和视频采集设备建立的测温系统,在实时性、灵活性、稳定性、便携性以及系统造价等方面差强人意。
文中设计了一种基于DSP (数字信号处理器)的新型炉膛火焰温度图像检测装置,对仪器的测温原理做了介绍,该测温方法通过黑体炉标定具有较高的测量精度,并在一台300MW 机组锅炉上进行了仿真实验。
1 火焰温度图像检测原理 电站锅炉炉膛中煤粉燃烧过程发出强烈的可见光,利用发光火焰在可见光谱区段(300～1000nm )内的辐射特点,可以基于Wien 辐射定律计算燃烧火焰的温度。
发光火焰的辐射图像用彩色CC D 摄像机摄取,彩色CC D 把来自景物入射光分解为波长分别为700nm 、54611nm 、43518nm 的红(r )、绿(g )、蓝(b )三基色,因而火焰图像实际上是以r 、g 、b 为波长的三色图像。
利用其中两个颜色的单色图像,可以直接用比色法测温原理计算火焰温度图像[1]。
但文献[2]的研究表明,由于火焰温度变化范围宽、火焰辐射特性所决定的代表性波长下的单色辐射能之间的相差悬殊,基于彩色CC D 三基色的双色法辐射温度图像检测方法的适用范围受到很大的限制,文献[2]也对此做过定性分析。
综合了双色法和单色法的优点,文献[2]提出了火焰辐射温度图像检测的综合法,该方法取非饱和的彩色火焰图像中较亮区域的某一个像素i 0作为参考点,用基于彩色CC D 三基色的比色法计算参考点温度T (i 0)。
为了得到精确的温度值,r 、g 、b 值在计算温度前要经过黑体炉标定,标定的思想是使修正后的三基色r ’、g ’、b ’之间的相对大小与黑体炉发出的黑体辐射中三基色代表性波长下的单色辐射能之间的相对大小一致。
参考虑点温度的计算式为:T (i 0)=-C 2(1λr -1λg)/ln r ′i 0g ′i 0・λ5rλ5g (1)式中,C 2=011438833m ・k ,r ′i 0,g ′i 0为波长λr =700nm ,λg =54611nm 下参考点的单色辐射图像。
由于火焰图像的灰度与火焰发出的辐射能成正比,炉膛及燃烧火焰可视为灰体,其总辐射能为σΤ4。
因此,已知参考点的温度,该点在火焰图像上相应位置的灰度值为G (i 0),对于图像中任一点i ,其温度的计算式如下:T (i )4=T (i 0)4G (i )/G (i 0)(2)式中,G (i )为灰度,T 为所求温度。
这样,图像上任一点的温度可以从其灰度值与参考点的灰度值的比较中得到。
需要说明的是,这里得到的火焰温度图像如同红外热像仪检测的火焰温度分布一样,都是火焰三维温度场在二维平面上的叠加,它并不能精确的反映炉膛空间中某点处的温度,但能反映火焰在二维空间的分布特征,而这正好可以显示火焰中心是否偏斜、火焰是否刷墙、是否结焦以及是否局部熄火等有关燃烧工况的重要信息。
2 系统结构设计 根据炉膛内火焰温度图像的检测原理,所设计的测温系统如图1所示,整个检测仪分为两部分:图1 系统结构图 (1)用炉膛火焰探测器采集炉内火焰图像;(2)火焰图像的处理及温度场的计算与显示,这一部分用基于DSP 的数字电路系统完成。
炉膛火焰探测器由光学潜望镜、CC D 摄像机及冷却风系统组成。
由于测量仪并不需要长时间工作在炉膛内的高温环境下,它只检测某个时刻的炉膛火焰温度,同时考虑系统的便携性,选用了一种便携式炉膛火焰探测器,它与一般的炉膛火焰探测器的不同之处在于:便携式炉膛火焰探测器去掉了冷却风管,选用小型的彩色CC D 摄像机,整个探测器更为小巧,便于携带,其镜头耐热温度≤1000℃。
高温试验证明,便携式炉膛火焰探测器在没有冷却风的情况下,可以在炉内靠近水冷壁的区域正常工作5min ,其设计寿命是完全满足高温测量需要的。
与一般的基于工控机及图像采集设备的数字图像火焰检测系统相比,系统在后级处理部分,省去了成本较高的图像采集卡和工控计算机,而采用基于DSP 的数字电路系统来实现火焰图像处理及温度图像计算与显示。
数字电路系统的原理图如图2所示。
彩色CC D 摄像机获得的模拟视频信号经视频解码芯片解码处理,用CP LD (复杂可编程逻辑器件)和SRAM (静态随机存储器)模拟FIFO (先进先出堆栈)方式将视频解码芯片输出的数据读入SRAM 中,由DSP对SRAM 中的数字信号进行处理,计算出燃烧火焰的温度图像,并根据温度的大小用伪彩色方式显示到液晶显示器上。
系统执行一次视频采集、计算、显示的速度是4帧/s 。
图2 数字电路系统原理框图 对于视频解码芯片,采用目前广泛使用的Philips 公司的S AA7111芯片,该芯片的输入可兼容PA L 和NTSC 制式。
对于DSP ,考虑到系统的处理速度、功耗、资源、价格等特点,选用TI 公司的通用DSP 芯片T MS320VC5402。
为了使显示的火焰温度图像层次分明,便于锅炉运行人员分析,采用8位伪彩色显示火焰温度图像,这里选用的是分辨率为320×240、颜色数为8色的LC D 。
整套便携式温度图像检测仪需要对CC D 摄像机、基于DSP 的数字电路以及LC D 进行供电。
设计时选用的CC D 摄像机与LC D 的电源为直流12V ,基于DSP 的数字电路需要一个直流5V 和一个直流12V ,因此供电系统可采用12V 锂电池进行供电,并用直流电源模块转换为5V 。
由于所有器件均选用便携式器件,整个系统体积小、质量轻便,可以方便的实现锅炉上不同测点的火焰温度图像检测。
3 实 验311 黑体炉实验由于便携式炉膛火焰探测器(包括CC D 摄像机和光学潜望镜)要经过光电转换等一系列中间过程,最后得到的火焰图像的r 、g 、b 三基色已经不能完全反映单色辐射能的大小,为了检测到准确的温度,必须对系统进行标定。
标定的思想是以黑体炉为标准辐射源,以彩色火焰图像的r 分量为基准修正g 、b 分量[3],使得系统检测到的温度与黑体炉的设定温度相一致。
拍摄的黑体炉辐射图像如图3所示。
图3 黑体炉辐射图像(从左到右的温度分别为1197℃、1299℃、1397℃、1499℃) 根据从黑体炉中拍摄的火焰图像,用CCS 仿真系统对火焰温度图像的计算进行了仿真。
表1给出了不同温度下,仿真系统根据黑体辐射图像计算出的温度。
从表中可以看出,与黑体炉设定温度相比,测温误差在3%之下,对于电厂锅炉运行检测来说是比较理想的。
表1 黑体炉设定温度与系统检测温度黑体炉设定温度(℃)系统检测温度(℃)误差(%)11971219118312991272210813971438219314991538216312 300MW 机组锅炉仿真实验在一台300MW 机组锅炉上进行了火焰温度图像检测的仿真实验,该锅炉是由上海锅炉厂设计制造的亚临界中间再热强制循环锅炉,型号为SG 21025/18132M314,单炉膛布置Π布置,采用四角切圆燃烧方式。
实验装置如图4所示。