[發明專利]基于圖像遠程分類的秸稈燃燒發電過程燃料熱值在線計量裝置

在審

• 申請號: 201810269717.4
• 申請日: 2018-03-29
• 公開（公告）號: CN108364033A
• 公開（公告）日: 2018-08-03
• 發明（設計）人: 何德峰;鄭雅宇;李廉明;余世明;朱威
• 申請（專利權）人: 浙江工業大學
• 主分類號: G06K9/62
• 分類號: G06K9/62;G05B19/042
• 代理公司: 杭州斯可睿專利事務所有限公司 33241
• 代理人: 王利強

一種基于圖像遠程分類的秸稈燃燒發電過程燃料熱值在線計量裝置，包括工業攝像機、含水率檢測儀、PC工作站和遠程服務器，所述PC工作站和遠程服務器均與所述工業互聯通信網絡連接，所述工業互聯通信網絡通過網關分別與工業攝像機、含水率檢測儀連接；通過工業攝像機在線識別秸稈燃料的種類，通過含水率檢測儀在線測量秸稈燃料的含水率，然后PC工作站讀取服務器中對應秸稈燃料的成分組成和組分的熱值，采用秸稈熱值計算公式計量秸稈燃料的熱值。本發明提供了一種實時性較好的基于圖像遠程分類的秸稈燃燒發電過程燃料熱值在線計量裝置。

技術領域

本發明屬于秸稈燃燒發電過程自動控制領域，涉及一種基于圖像遠程分類的秸稈燃燒發電過程燃料熱值在線計量裝置。

背景技術

秸稈可以替代煤炭、石油和天然氣等礦物質燃料產生電力，不僅減少人類對礦物能源的依賴，保護國家能源資源，而且通過嚴格控制秸稈的高效燃燒將有效降低我國PM2.5濃度，實現減輕能源消費給環境造成的污染。目前歐美國家建立了較為完善的秸稈類農業廢棄物燃燒發電廠，證明秸稈直燃發電具有顯著的能源效益和環境效益，而且回收廢棄秸稈增加了農民收入，從經濟上保證農民不再亂燒秸稈，目前秸稈燃燒技術在我國發展十分迅速。但不同于煤炭、石油和天然氣等礦物質燃料，不同品種和產地的秸稈具有不同固定碳、揮發份、水分、灰分等成分比例，加上回收時預處理手段和當地氣候的影響，造成了秸稈燃料品質的差異很大。由于秸稈燃料品質的變化，導致燃料單位質量秸稈的發熱量也隨之發生改變，這給秸稈發電過程的循環流化床鍋爐燃燒效率控制和發電過程控制造成了不利的影響。因此，在實際秸稈燃燒發電過程中，為了更好的控制秸稈循環流化床鍋爐燃燒效率，提高秸稈燃料的發電量和發電安全性，需要對送入循環流化床鍋爐燃燒發電的秸稈燃料進行熱值計量操作，并將計量結果及時反饋給秸稈燃燒發電過程控制系統。通過對現有秸稈燃燒發電過程燃料熱值計量方法和裝置的文獻的檢索發現，目前秸稈燃燒發電過程燃料熱值計量方法仍然采用化學檢驗方法為主，在秸稈燃料購買后進廠入庫時取樣，然后烘干秸稈燃料樣本，收集蒸發的水蒸氣，得到秸稈燃料的含水率，再燃燒烘干的秸稈燃料樣本，結合用化學試劑測定的成分組成，建立樣本絕干料的熱值，進而計量本批次秸稈燃料的熱值，而將倉庫中的秸稈燃料送往循環流化床鍋爐燃燒發電前，工作人員采用手持式含水率儀定點人工取樣測量秸稈燃料的熱值，由于秸稈燃料的庫存量通常很大，而且存放周期也較長，因此即使是同一批次秸稈燃料，經過長時間存放后，它們的燃燒熱值都將發生很大的改變和不同，但目前這些方法和裝置不能實現燃燒發電的所有秸稈燃料的熱值的在線計量，而且操作周期長，應用過程復雜，計量實效性低，遠遠不能滿足現代秸稈燃燒發電過程的高品質燃燒控制要求。因此，近年來相關學者對于這個具有挑戰性的重要難題仍然進行了大量地研究和探討，以滿足現代秸稈燃燒發電過程對秸稈燃料熱值的在線實時計量的迫切需要。

發明內容

為了解決現有技術中存在的無法在線實時計量秸稈燃燒發電過程的秸稈燃料熱值的不足，本發明提供了一種實時性較好的基于圖像遠程分類的秸稈燃燒發電過程燃料熱值在線計量裝置。

為了解決上述技術問題，本發明采用以下的技術方案：

一種基于圖像遠程分類的秸稈燃燒發電過程燃料熱值在線計量裝置，包括工業攝像機、含水率檢測儀、PC工作站和遠程服務器，所述PC工作站和遠程服務器均與所述工業互聯通信網絡連接，所述工業互聯通信網絡通過網關分別與工業攝像機、含水率檢測儀連接；

通過工業攝像機在線識別秸稈燃料的種類，通過含水率檢測儀在線測量秸稈燃料的含水率，然后PC工作站讀取服務器中對應秸稈燃料的成分組成和組分的熱值，采用秸稈熱值計算公式計量秸稈燃料的熱值，熱值計算公式參見式(1)：

Q＝q(1-0.01w)-a₁w (1)

其中，Q表示秸稈燃料的熱值，單位J/kg；w表示秸稈燃料的含水率，單位％；q表示秸稈燃料的決干料的熱值，單位J/kg，計算參見式(2)：