一、 系統簡介
目前國內外普遍使用的火檢器是紅外或可見光火檢器,它們的工作都是基于雙信號檢測判別法:根據火焰亮度和火焰閃爍頻率的相對關系來判斷火焰是否存在;利用各燃燒器火焰交流分量的不同,采用選頻鑒頻的方法來區別單燃燒器火焰。為防止“偷看“,這類火檢器只能設計成較小的視角,并要求安裝時對準煤粉初始著火區,實際運行中由于多種原因,煤粉初始著火區位置竄動頻繁,長期有效地以小視角去捕捉煤粉初始著火區是不可能的;而且火檢參數往往在安裝調試時,針對特定燃料和負荷一次設定,這種定值比較判斷策略無法很好地適應現場變化的情況。
采用圖像傳感器和計算機數字圖像處理技術研究開發的全爐膛圖像型火檢是最近幾年發展起來的新技術。本系統為單燃燒器火焰圖像檢測系統,通過多計算機對各煤燃燒口和油燃燒口的燃燒火焰圖像進行檢測。圖像探頭安裝于側墻,可以完整地看到整個燃燒器火焰全景。系統的總體構成采用了顯示和處理分離原則,在保證層計算機處理任務正常完成的前提下,基于網絡和圖像分割器實現了靈活多樣的顯示方式,能滿足現場不同運行工況下的火焰監視任務。
另外,系統出于火焰信號的重要性考慮,設計了雙機冗余功能,從根本上保證系統工作的可靠性,把因計算機軟硬件問題引發故障而誤發信號的可能性降到了。軟件方面系統基于Windows95/98平臺,采用多線程并發機制實現各自獨立的處理任務。并且為方便存儲數字圖像文件的管理和事故追憶功能,系統設計了一種方便靈活的分級文件管理方案。
本系統采用基于火焰圖像不同區域的顏色信息的算法,可以有效地對單燃燒器火焰圖像的火焰有無進行檢測,并輸出ON/OFF開關量信號。
二、系統組成
1.探頭布置
125MW機組鍋爐燃燒器布置從下至上為:
層:油燃燒器
第二層:煤燃燒器
第三層:油燃燒器
第四層:煤燃燒器
第五層:煤燃燒器
系統圖像監測探頭分兩層布置:下層探頭觀察下層油火焰和二層煤火焰;上層探頭觀察三層油火焰和四、五層煤火焰。對全部20個燃燒器的監視由上下兩層4角共8只探頭完成。系統通過視頻切換功能同時顯示火焰圖像。
2.系統配置如下:
1)單燃燒器火焰圖像探頭 8只
2)爐壁連接體 8只
3)電源控制箱 1只
4)488四畫面分割器 1臺
5)616視頻多路轉換器 1臺
6)PII兼容機 (含21″CRT) 2臺
7)軟件 1套
8)視頻線
9)通訊線
三、系統主要技術指標和功能
1.火焰圖像探頭
型號:JSWFFM-II
耐溫:1400℃
視場角:120°
插深:550mm
功能:探頭采用側墻安裝,插入爐膛,對準燃燒器火焰靠近根部的著火區,布置在相應燃燒器的背火面,能觀察燃燒器火焰的全景,將燃燒器工況直接、真實地傳輸到集控室CCD攝像機。
2.CCD攝像機
型號:松下WV-CP240
分辨率:450線
靶面:1/3″
工作電源:12V DC
功能:將光學探頭的圖像由光信號轉換成電信號,把信息從現場傳輸到集控室。
3.爐壁連接體
型號:JSWFFM-IIL
外形尺寸:200×150×160
功能:將光學探頭按照一定的位置固定到爐墻上,并且能隨時調整探頭角度。
4.電源控制箱
型號:JSWFFM-IIY
電源:~220V,50Hz,500VA
功能:為CCD提供高質量直流電源。
5.視頻四畫面分割器
型號:488
工作電壓:~220V,50Hz
功能:具有引入捌路視頻信號進行雙頁四畫面切割、按時序輪流切換畫面的功能。
6.視頻多路轉換器
型號:616
工作電壓:~220V,50Hz
功能:具有視頻多路切換開關、畫面分割等功能。其輸出有一路定點視頻和兩路多畫面視頻。
7.PII兼容機
處理器:PII550
主板:微星MS-6309
硬盤:10.5G
內存:128M
彩顯:21″
功能:對圖像進行切換控制、顯示和數字處理。
8.軟件
在支持搶占式多任務的Win95/98平臺下開發的,基于多媒體技術、圖像處理技術和網絡通訊技術的大型應用程序。本系統的軟件設計中充分運用了多線程機制:主線程負責響應用戶界面命令,各子線程完成單一的功能,各線程在功能上相互獨立但邏輯上卻有一定的聯系。系統中各個任務線程之間的關系如圖所示。
安裝與調試
1.安裝
1.1 準備工作
1.1.1 水冷壁開孔位置及安裝視角的選擇
由系統安裝人員根據視場的實際情況決定開孔的大小及方向。
1.1.2 安裝平臺的準備
在開孔處下方低于1米內應設置一面積不小于1.4×2m2的平臺,此平臺應能承受大于500公斤的重力,平臺上方1.7米空間內應無較大的障礙(便于人員工作),此平臺與步道連接,應保證通風良好,并有防雨裝置,圖為平臺安裝布置圖。
1.1.3 風源準備
把風源引至安裝平臺上,接口通徑Ф40,引風管道Ф80(長度≤10m),當長度超過10m時,接口通徑≥Ф108,風壓≥1000Pa,流量≥300m3/h。
1.1.4 電源準備
在控制室內應準備220V,50Hz,300VA電源插排一個。
1.1.5 電纜敷設
由現場到控制室的視頻電纜,三芯電源電纜由用戶敷設,其余電纜由系統安裝人員協助連接。
1.2安裝工作
1.2.1 把風源與攝像探頭軟管連接起來,并用夾子夾緊。
1.2.2 按照圖將視頻線、電源線接相應的設備上。
2.調試
點火前打開吹掃風的閥門,接通系統電源,系統進入工作狀態,點火后進行以下調試。
2.1 圖像不正或屏幕出現黑角
2.1.1 調整爐壁連接體水平擺角,至圖像居中。
2.1.2 調整徑調整法蘭(與攝像機連接的法蘭),至畫面充滿屏幕。
2.2 圖像不清晰
2.2.1 檢查鏡頭是否污染。
2.2.2 調整調焦法蘭至圖像清晰為止。
2.3 色彩不正
調整攝像機的色飽和度及輸出電平,詳見攝像機說明書。
圖像探頭布置
系統硬件構成圖
線程之間關系圖
火焰圖像


