[發明專利]一種氣化爐火焰檢測裝置及檢測方法

有效

• 申請號: 201811339885.2
• 申請日: 2018-11-12
• 公開（公告）號: CN109442474B
• 公開（公告）日: 2021-02-09
• 發明（設計）人: 崔棟剛;田黎
• 申請（專利權）人: 西安艾貝爾科技發展有限公司
• 主分類號: F23M11/04
• 分類號: F23M11/04
• 代理公司: 西安眾和至成知識產權代理事務所(普通合伙) 61249
• 代理人: 強宏超

本發明公開一種氣化爐火焰檢測裝置及檢測方法，由爐膛火焰圖像采集系統、CCD相機、火焰智能分析系統以及輔助設備組成，選擇合理的安裝位置以及輔助設備，而且避免粉塵對火焰圖像的干擾，有效解決氣化爐火焰檢測過程中需要解決的高溫、高壓、密閉等問題；基于火焰圖像處理技術、機器自學習技術以及智能測量技術的綜合應用，對氣化爐點火過程及正常燃燒過程的火焰智能檢測，并根據檢測結果輸出控制信號，實現氣化爐安全、高效、穩定運行；采用自學習訓練獲得圖像識別算法，同時系統存儲海量爐膛燃燒數據，用于補充火焰圖像庫，優化完善火焰圖像識別算法，提高氣化爐檢測的準確性；采用人工智能技術，實現氣化爐火焰檢測過程的智能化控制。

技術領域

本發明屬于氣化爐檢測技術領域，涉及一種氣化爐火焰檢測裝置及檢測方法。

背景技術

氣化爐是煤化工的關鍵設備，通過對煤的熱分解、氣化以及燃燒反應等工藝流程生產煤化氣。氣化爐需要高可靠性的在線檢測設備，便于實時診斷爐膛燃燒情況，保證爐膛處于特定的高溫、高壓環境，使氣化爐安全高效穩定運行。

火焰圖像處理技術的出現，為工業窯爐燃燒診斷開辟了一條新的思路。基于火焰圖像的爐膛火焰監控系統綜合運用了視覺技術、計算機技術，通過采集爐膛內的火焰燃燒的圖像，以數字信號的形式存儲，通過算法進行分析和處理，實現鍋爐燃燒診斷。目前，我國大多數的燃煤電廠鍋爐均已安裝火焰檢測裝置，能夠快速準確的反映爐膛內的燃燒情況，避免因爐內燃燒不正常引起的安全事故發生。

氣化爐爐膛內化學反應情況復雜，受多種外界因素影響后，容易引起爐膛滅火、導致爐膛爆裂等事故發生，這些因素對氣化爐的安全生產構成了威脅。氣化爐需要對爐膛內的火焰燃燒情況進行檢測，防止氣化爐安全事故發生。現有的火焰視頻檢測需要人工檢測爐內火焰燃燒情況，判斷氣化爐是否點燃，這種方式對監測人員的經驗要求很高，而且不能實現對爐內燃燒情況的連續、快速、準確檢測，并實時輸出控制信號，無法滿足DCS的程控精細化需要。

由于氣化爐的高溫、高壓、密閉等要求，現有的火焰檢測裝置無法應用于氣化爐的火檢過程中，氣化爐的燃燒主要是人工觀測爐膛內的燃燒情況，通過經驗來判斷。隨著工業技術的發展需求，氣化爐火焰智能檢測技術的需求是十分必要的。

發明內容

為克服現有技術的不足，本發明的目的在于提供一種氣化爐火焰檢測裝置及檢測方法，通過選擇合理的安裝位置以及輔助設備，實現氣化爐火焰檢測過程的智能化控制，解決氣化爐高溫、高壓、密閉環境中的火焰檢測問題，實現氣化爐安全高效穩定的運行。

為實現上述目的本發明采用如下方案：

一種氣化爐火焰檢測裝置，包括爐膛火焰圖像采集系統、CCD相機、火焰智能分析系統、輔助設備、爐膛火焰視頻輸出裝置和氣化爐輸出控制裝置；

所述爐膛火焰圖像采集系統安裝于爐膛內部燃燒器附近，用于采集并輸出氣化爐爐膛火焰圖像，輔助設備用于對爐膛火焰圖像采集系統進行吹掃、冷卻；火焰智能分析系統用于對氣化爐點火過程及正常燃燒過程的火焰進行智能檢測，并根據檢測結果輸出控制信號控制氧氣和煤粉的投放及投放時間的設置；氣化爐輸出控制裝置根據火焰智能分析系統輸出的控制信號對進料進行控制；

所述爐膛火焰圖像采集系統包含A、B兩路火焰圖像采集線路，A路火焰圖像采集線路與安裝于爐膛外側的CCD相機相連，CCD相機用于接收A路火焰圖像采集線路的火焰圖像信號，并轉化成數字信號發送至火焰智能分析系統；B路火焰圖像采集線路與爐膛火焰視頻輸出裝置相連，爐膛火焰視頻輸出裝置用于接收B路火焰圖像采集線路的火焰圖像信號并送至監控室。

進一步，所述A路火焰圖像采集線路包括A路火焰信號采集探頭和A路火焰信號輸出光纖，B路火焰圖像采集線路包括B路火焰信號采集探頭和B路火焰信號輸出光纖。

進一步，所述的輔助設備包括吹掃裝置和伸縮裝置，通過伸縮裝置將膛火焰圖像采集系統的探頭深入氣化爐預定位置，通過吹掃裝置對爐膛火焰圖像采集系統進行冷卻吹掃。