[發(fā)明專利]鍋爐/干燥爐爐膛火焰熄火自動檢測方法及自動保護(hù)系統(tǒng)

無效

• 申請?zhí)枺?/td>: 200910068144.X
• 申請日: 2009-03-17
• 公開（公告）號: CN101509669A
• 公開（公告）日: 2009-08-19
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 劉士達(dá);孫志勇
• 申請（專利權(quán)）人: 天津市三特電子有限公司
• 主分類號: F23M11/04
• 分類號: F23M11/04;G01J1/38;G01B11/02;G05B19/048
• 代理公司: 天津才智專利商標(biāo)代理有限公司
• 代理人: 王 顕

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及鍋爐/干燥爐技術(shù)領(lǐng)域，特別是涉及一種鍋爐/干燥爐爐膛火焰熄火自動檢測方法及自動保護(hù)系統(tǒng)。

技術(shù)背景

火焰燃燒監(jiān)控設(shè)備是冶金、煤炭、石化行業(yè)及熱力發(fā)電的配套設(shè)備，主要面向使用火焰燃燒器的領(lǐng)域。以大型電站鍋爐為例，其爐膛內(nèi)的煤粉燃燒過程是發(fā)生在較大空間范圍內(nèi)的復(fù)雜的物理和化學(xué)過程。鍋爐要求在爐膛內(nèi)組織穩(wěn)定、均勻的火焰，保證強(qiáng)烈、充分的燃燒，盡量減少因燃燒不穩(wěn)定而投油燃燒的次數(shù)，防止因爐膛滅火而引發(fā)爐膛爆燃等事故，并可以按照需要進(jìn)行控制。燃燒火焰是鍋爐燃燒狀態(tài)最直接、最迅速的反映，為此要求對爐膛的火焰進(jìn)行持續(xù)檢測，并且在異常狀態(tài)時提供報警和保護(hù)。

目前，火電廠普遍采用工業(yè)電視監(jiān)視爐膛火焰。火焰電視監(jiān)控系統(tǒng)是將攝像機(jī)的圖像信號直接通過視頻同軸電纜進(jìn)行傳輸，當(dāng)監(jiān)視多路圖像時，還需要用視頻切換器來選擇所需的圖像。然而，這種系統(tǒng)需要控制室操作人員長期觀察。在發(fā)現(xiàn)異常時，操作人員對現(xiàn)場的安全隱患不能及時排除。另一種監(jiān)視爐膛火焰的方法是通過采用溫度傳感器采集燃燒器處的溫度，將此溫度模擬量回傳到控制系統(tǒng)進(jìn)行簡單的對比，當(dāng)溫度下降到設(shè)定溫度以下時就認(rèn)定該燃燒器熄火。由于監(jiān)測到溫度的下降有會有一定的時間延遲，這將導(dǎo)致現(xiàn)場處理事故的時刻嚴(yán)重滯后，因而失去了監(jiān)控的意義。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明要解決的技術(shù)問題是克服目前火焰監(jiān)控設(shè)備的嚴(yán)重缺陷，提供一種集火焰檢測、視頻分析和自動保護(hù)于一體，使生產(chǎn)運(yùn)行更安全、可靠的鍋爐及干燥爐爐膛火焰熄火自動保護(hù)方法和自動保護(hù)系統(tǒng)。

本發(fā)明的目的是通過以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)的：

一種鍋爐/干燥爐爐膛火焰熄火自動檢測方法，其特征在于包括以下步驟：

1)判斷用于冷卻探頭套的冷卻水、冷卻氣和系統(tǒng)用電是否正常，如果正常，執(zhí)行步驟3)，如果不正常，執(zhí)行步驟2)；

2)系統(tǒng)發(fā)出報警信號，同時人為對系統(tǒng)故障進(jìn)行排除；

3)探頭套進(jìn)入爐腔內(nèi)；

4)采集圖像、對所采集的圖像進(jìn)行分析；

5)根據(jù)獲得的分析結(jié)果判斷火焰的長度、強(qiáng)度是否正常，若正常，則返回步驟4)；若不正常，則執(zhí)行步驟6)

6)系統(tǒng)報警并輸出反饋信號；

7)對輸出的反饋信號進(jìn)行轉(zhuǎn)換；

8)將轉(zhuǎn)換后的反饋信號發(fā)送至用戶PLC控制系統(tǒng)。

另外，上述的方法還包括在步驟4)中將所采集到的視頻圖像進(jìn)行定時存儲，所述的對所采集的圖像進(jìn)行分析包括根據(jù)所采集的圖像測算爐腔內(nèi)火焰的強(qiáng)度和長度。

一種鍋爐及干燥爐等設(shè)備的爐膛火焰熄火自動保護(hù)系統(tǒng)，包括：安裝在耐高溫的探頭套內(nèi)、用于對爐內(nèi)的工況進(jìn)行監(jiān)測的攝像探頭；用于對電氣設(shè)備、冷卻水和冷卻氣體進(jìn)行控制的氣水電現(xiàn)場控制箱；用于在系統(tǒng)冷卻水、冷卻氣體和探頭內(nèi)的工作溫度異常時產(chǎn)生報警信號并將探頭套退出爐膛的報警控制箱以及用于移動探頭套的傳動裝置，其特征在于：還包括根據(jù)所采集的視頻圖像判斷火焰的強(qiáng)度和長度，并在火焰異常時發(fā)出報警信號并將控制信號輸出到鍋爐/干燥爐的電氣控制系統(tǒng)的熄火自動保護(hù)單元。

上述的熄火自動保護(hù)單元包括用于對視頻圖像進(jìn)行分析并在火焰異常時發(fā)出報警信號的工控機(jī)、用于顯示所拍攝的火焰的視頻圖像和工控機(jī)分析結(jié)果的顯示器和將工控機(jī)產(chǎn)生的報警信號轉(zhuǎn)換成PLC(可編程邏輯控制器)可接收的信號的報警信號處理器。所述的工控機(jī)包括視頻采集卡和用于進(jìn)行視頻分析和產(chǎn)生報警信號的視頻分析模塊。

另外，在探頭套進(jìn)出爐體處設(shè)置有可自動打開或閉合的防護(hù)爐門，當(dāng)裝有攝像設(shè)備的探頭套從爐體內(nèi)退出時，所述的防護(hù)爐門能夠自動關(guān)閉。所述的防護(hù)爐門包括左爐門、右爐門、用于打開/閉合左右爐門且互相嚙合的一對傳動齒輪以及用于轉(zhuǎn)動齒輪的傳動機(jī)構(gòu)。

用于移動探頭套的傳動裝置由電機(jī)驅(qū)動，所述的傳動裝置通過耐高溫的安裝基板固定在爐體的外壁上。

另外，為了更直觀地觀察到爐內(nèi)的火焰情況，本發(fā)明的鍋爐/干燥爐等設(shè)備的爐膛火焰熄火自動保護(hù)系統(tǒng)還包括用于顯示視頻圖像的監(jiān)視器和用于選擇所需的視頻圖像的視頻分配器。為了保證冷卻氣體的清潔，還設(shè)置了用于對冷卻氣體進(jìn)行過濾的氣體過濾器。

本發(fā)明的鍋爐/干燥爐爐膛火焰熄火自動保護(hù)系統(tǒng)通過計(jì)算機(jī)控制技術(shù)和視頻圖像分析技術(shù)將火焰檢測、視頻分析及自動保護(hù)融于一體，實(shí)現(xiàn)火焰視頻監(jiān)控智能化。本系統(tǒng)能夠自動測算火焰的強(qiáng)度和長度，當(dāng)其數(shù)值超過警戒范圍時系統(tǒng)自動報警，同時通過報警信號轉(zhuǎn)換器可將報警信號轉(zhuǎn)換成PLC可接收的信號，從而實(shí)現(xiàn)爐窯設(shè)備控制系統(tǒng)的自動化控制。

附圖說明

圖1本發(fā)明的火焰熄火自動保護(hù)方法的流程圖；