CN110345090A - 热力发电热源管理系统 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种热力发电热源管理系统，包括：鼓风机结构，其吹风口位于热力发电厂的燃料间内，用于在接收到吹风驱动信号时，启动对燃料间内的鼓风操作，并基于各个火焰区域的数量执行与其成反比的鼓风强度；所述鼓风机结构还用于在接收到火焰可靠信号时，停止对燃料间内的鼓风操作。本发明的热力发电热源管理系统运行安全、具有一定的自动化水准。由于引入现场鼓风机控制机制，基于热力发电厂的燃料间内的火焰面积决定是否启动对燃料间内的鼓风操作，还基于热力发电厂的燃料间内的火焰数量决定执行与其成反比的鼓风强度，从而保证了热源供应热量的稳定性。

Description

热力发电热源管理系统

技术领域

本发明涉及热力发电领域，尤其涉及一种热力发电热源管理系统。

背景技术

热电，指热电现象，是指各种晶体由于温度变化产生的带电现象；热电学是论述热电现象的一个科学分支。

将两块不同的金属(如铜和铁)靠在一起时，由于两金属中自由电子浓度的不同，使得电子从一金属向另一金属扩散转移，电子转移量与金属所处的温度有关。如果将两块金属处于同一温度，那么电子转移会达到一种平衡，这种平衡使得两金属的接触界面上产生一个电势差，称为接触电势。温度不同，接触电势也不同，根据接触电势的大小，可以测量触点所处的温度，这种装置称为热电偶。

如果将两个类似于热电偶的金属接触面置于不同的温度下，并用导线将它们连接起来形成闭合回路，那么，在导线中将会产生不间断的电流，这就是最简单的温差发电。

发明内容

本发明需要具备以下两处重要的发明点：

(1)引入现场鼓风机控制机制，基于热力发电厂的燃料间内的火焰面积决定是否启动对燃料间内的鼓风操作，还基于热力发电厂的燃料间内的火焰数量决定执行与其成反比的鼓风强度；

(2)基于灰度阈值对待处理图像执行关注区域和非关注区域的划分，为了减少锐化的运算量，仅仅对关注区域依次执行基于Roberts算子的图像锐化处理以及高通滤波锐化处理。

根据本发明的一方面，提供了一种热力发电热源管理系统，所述系统包括：纽扣抓拍设备，设置在热力发电厂的燃料间内，用于对燃料间内煤体燃烧状况进行抓拍操作，以获得相应的实时抓拍图像。

更具体地，在所述热力发电热源管理系统中，还包括：数量比较设备，与所述纽扣抓拍设备连接，用于接收所述实时抓拍图像，获取所述实时抓拍图像中的各个像素点的灰度值，将灰度值小于等于火焰灰度阈值的像素点作为火焰像素点，确定所述实时抓拍图像中的火焰像素点的数量以作为第一数量，确定所述实时抓拍图像中的全部像素点的数量作为第二数量，将所述第一数量除以第二数量以获得比例数值，当所述比例数值超限时，发出存在火焰信号。

更具体地，在所述热力发电热源管理系统中，还包括：内容分割设备，与所述数量比较设备连接，用于在接收到所述存在火焰信号时，对所述实时抓拍图像中火焰所在的图像内容从所述实时抓拍图像中分割出来以作为关注区域输出，将所述实时抓拍图像中关注区域之外的图像内容作为非关注区域输出；鼓风机结构，其吹风口位于热力发电厂的燃料间内，用于在接收到吹风驱动信号时，启动对燃料间内的鼓风操作，并基于各个火焰区域的数量执行与其成反比的鼓风强度；所述鼓风机结构还用于在接收到火焰可靠信号时，停止对燃料间内的鼓风操作。

本发明的热力发电热源管理系统运行安全、具有一定的自动化水准。由于引入现场鼓风机控制机制，基于热力发电厂的燃料间内的火焰面积决定是否启动对燃料间内的鼓风操作，还基于热力发电厂的燃料间内的火焰数量决定执行与其成反比的鼓风强度，从而保证了热源供应热量的稳定性。

具体实施方式

下面将对本发明的热力发电热源管理系统的实施方案进行详细说明。

鼓风机主要由下列六部分组成：电机、空气过滤器、鼓风机本体、空气室、底座(兼油箱)、滴油嘴。鼓风机靠汽缸内偏置的转子偏心运转，并使转子槽中的叶片之间的容积变化将空气吸入、压缩、吐出。在运转中利用鼓风机的压力差自动将润滑送到滴油嘴，滴入汽缸内以减少摩擦及噪声，同时可保持汽缸内气体不回流，此类鼓风机又称为滑片式鼓风机。

鼓风机由于叶轮在机体内运转无摩擦，不需要润滑，使排出的气体不含油。是化工、食品等工业理想的气力输送气源。鼓风机属容积运转式鼓风机。使用时，随着压力的变化，流量变动甚小。但流量随着转速而变化。因此，压力的选择范围很宽，流量的选择可通过选择转速而达到需要。鼓风机的转速较高，转子与转子、转子与机体之间的间隙小，从而泄露少，容积效率较高。鼓风机的结构决定其机械摩擦损耗非常小。因为只有轴承和齿轮副有机械接触在选材上，转子、机壳和齿轮圈有足够的机械强度。运行安全，使用寿命长是鼓风机产品的一大特色。

目前，在热力发电热源管理中，由于煤炭颗粒燃烧的不稳定性，例如，燃烧充分状态比较随机，出火情况不易操控，导致提供的热量不稳定，间接影响了发电的稳定性，因此，需要一种热源现场管理机制，用于保障其热量供应的稳定性。

为了克服上述不足，本发明搭建了一种热力发电热源管理系统，能够有效解决相应的技术问题。

根据本发明实施方案示出的热力发电热源管理包括：

纽扣抓拍设备，设置在热力发电厂的燃料间内，用于对燃料间内煤体燃烧状况进行抓拍操作，以获得相应的实时抓拍图像。

接着，继续对本发明的热力发电热源管理系统的具体结构进行进一步的说明。

所述热力发电热源管理系统中还可以包括：

数量比较设备，与所述纽扣抓拍设备连接，用于接收所述实时抓拍图像，获取所述实时抓拍图像中的各个像素点的灰度值，将灰度值小于等于火焰灰度阈值的像素点作为火焰像素点，确定所述实时抓拍图像中的火焰像素点的数量以作为第一数量，确定所述实时抓拍图像中的全部像素点的数量作为第二数量，将所述第一数量除以第二数量以获得比例数值，当所述比例数值超限时，发出存在火焰信号。

所述热力发电热源管理系统中还可以包括：

内容分割设备，与所述数量比较设备连接，用于在接收到所述存在火焰信号时，对所述实时抓拍图像中火焰所在的图像内容从所述实时抓拍图像中分割出来以作为关注区域输出，将所述实时抓拍图像中关注区域之外的图像内容作为非关注区域输出；

鼓风机结构，其吹风口位于热力发电厂的燃料间内，用于在接收到吹风驱动信号时，启动对燃料间内的鼓风操作，并基于各个火焰区域的数量执行与其成反比的鼓风强度；

所述鼓风机结构还用于在接收到火焰可靠信号时，停止对燃料间内的鼓风操作；

第一锐化设备，与所述内容分割设备连接，用于接收所述关注区域和所述非关注区域，对所述关注区域执行基于Roberts算子的图像锐化处理，以获得并输出第一锐化区域，对所述非关注区域不执行基于Roberts算子的图像锐化处理以直接作为第二锐化区域输出；

第二锐化设备，与所述第一锐化设备连接，用于解释所述第一锐化区域和所述第二锐化区域，对所述第一锐化区域执行高通滤波锐化处理，以获得并输出第三锐化区域，对所述第二锐化区域不执行高通滤波锐化处理以直接作为第四锐化区域输出；

数据整合设备，与所述第二锐化设备连接，用于将所述第三锐化区域和所述第四锐化区域进行内容整合以获得与所述实时抓拍图像对应的整合锐化图像；

面积探测设备，分别与所述鼓风机结构和所述数据整合设备连接，用于基于火焰成像特征提取所述整合锐化图像中的各个火焰目标分别所在的各个火焰区域，当在各个火焰区域中不存在面积超限的火焰区域时，发出吹风驱动信号，否则，发送火焰可靠信号；

WIFI传输设备，与所述数据整合设备连接，用于接收所述整合锐化图像，并将压缩处理后的整合锐化图像作为现场压缩图像通过WIFI无线通信链路进行发送；

其中，在所述数量比较设备中，当所述比例数值未超限时，发出不存在火焰信号。

所述热力发电热源管理系统中还可以包括：

用电分析设备，与纽扣抓拍设备的电力输入端子连接，所述纽扣抓拍设备用于输出所述实时抓拍图像，所述用电分析设备用于基于所述电力输入端子每小时输入的电压和每小时输入的电流执行对所述纽扣抓拍设备的用电等级的分析；

实时计时设备，与所述用电分析设备连接，用于为用电分析设备提供计时参考信号；

其中，在所述用电分析设备中，基于所述电力输入端子每小时输入的电压和每小时输入的电流执行对所述纽扣抓拍设备的用电等级的分析包括：将每小时输入的电压和每小时输入的电流相乘以获得每小时耗电功率，基于所述每小时耗电功率确定对应的纽扣抓拍设备的用电等级；

其中，在所述用电分析设备中，所述每小时耗电功率越大，确定的对应的纽扣抓拍设备的用电等级越高。

所述热力发电热源管理系统中还可以包括：

MCU处理器，分别与所述用电分析设备和所述插值处理设备连接，用于接收所述用电等级，并在所述用电等级超限时，启动所述插值处理设备；

所述MCU处理器还用于在所述用电等级未超限时，关闭所述插值处理设备；

插值处理设备，用于接收所述实时抓拍图像，对所述实时抓拍图像执行最邻近元法的插值处理，以获得对应的插值处理图像；

通道值解析设备，用于接收所述插值处理图像，对所述插值处理图像中的每一个像素点的通道值进行解析，以获得每一个像素点的红色通道值、绿色通道值和蓝色通道值；

自适应处理设备，用于接收每一个像素点的红色通道值、绿色通道值和蓝色通道值，对各个像素点的红色通道值组成的红色通道值图像执行动态范围调整，以获得调整后红色图像；

合并处理设备，与所述自适应处理设备连接，用于基于对各个像素点的绿色通道值组成的绿色通道值图像、对各个像素点的蓝色通道值组成的蓝色通道值图像以及调整后红色图像合并，以获得合并图像；

归一化处理设备，与所述合并处理设备连接，用于对所述合并图像执行归一化处理，以获得对应的范围调整图像；

图像锐化设备，分别与所述数量比较设备和所述归一化处理设备连接，用于对所述范围调整图像执行图像锐化处理，以获得即时锐化图像，并将所述即时锐化图像替换所述实时抓拍图像发送给所述数量比较设备。

根据本发明实施方案示出的热力发电热源管理方法包括：

使用纽扣抓拍设备，设置在热力发电厂的燃料间内，用于对燃料间内煤体燃烧状况进行抓拍操作，以获得相应的实时抓拍图像。

接着，继续对本发明的热力发电热源管理方法的具体步骤进行进一步的说明。

所述热力发电热源管理方法还可以包括：

使用数量比较设备，与所述纽扣抓拍设备连接，用于接收所述实时抓拍图像，获取所述实时抓拍图像中的各个像素点的灰度值，将灰度值小于等于火焰灰度阈值的像素点作为火焰像素点，确定所述实时抓拍图像中的火焰像素点的数量以作为第一数量，确定所述实时抓拍图像中的全部像素点的数量作为第二数量，将所述第一数量除以第二数量以获得比例数值，当所述比例数值超限时，发出存在火焰信号。

所述热力发电热源管理方法还可以包括：

使用内容分割设备，与所述数量比较设备连接，用于在接收到所述存在火焰信号时，对所述实时抓拍图像中火焰所在的图像内容从所述实时抓拍图像中分割出来以作为关注区域输出，将所述实时抓拍图像中关注区域之外的图像内容作为非关注区域输出；

使用鼓风机结构，其吹风口位于热力发电厂的燃料间内，用于在接收到吹风驱动信号时，启动对燃料间内的鼓风操作，并基于各个火焰区域的数量执行与其成反比的鼓风强度；

所述鼓风机结构还用于在接收到火焰可靠信号时，停止对燃料间内的鼓风操作；

使用第一锐化设备，与所述内容分割设备连接，用于接收所述关注区域和所述非关注区域，对所述关注区域执行基于Roberts算子的图像锐化处理，以获得并输出第一锐化区域，对所述非关注区域不执行基于Roberts算子的图像锐化处理以直接作为第二锐化区域输出；

使用第二锐化设备，与所述第一锐化设备连接，用于解释所述第一锐化区域和所述第二锐化区域，对所述第一锐化区域执行高通滤波锐化处理，以获得并输出第三锐化区域，对所述第二锐化区域不执行高通滤波锐化处理以直接作为第四锐化区域输出；

使用数据整合设备，与所述第二锐化设备连接，用于将所述第三锐化区域和所述第四锐化区域进行内容整合以获得与所述实时抓拍图像对应的整合锐化图像；

使用面积探测设备，分别与所述鼓风机结构和所述数据整合设备连接，用于基于火焰成像特征提取所述整合锐化图像中的各个火焰目标分别所在的各个火焰区域，当在各个火焰区域中不存在面积超限的火焰区域时，发出吹风驱动信号，否则，发送火焰可靠信号；

使用WIFI传输设备，与所述数据整合设备连接，用于接收所述整合锐化图像，并将压缩处理后的整合锐化图像作为现场压缩图像通过WIFI无线通信链路进行发送；

其中，在所述数量比较设备中，当所述比例数值未超限时，发出不存在火焰信号。

所述热力发电热源管理方法还可以包括：

使用用电分析设备，与纽扣抓拍设备的电力输入端子连接，所述纽扣抓拍设备用于输出所述实时抓拍图像，所述用电分析设备用于基于所述电力输入端子每小时输入的电压和每小时输入的电流执行对所述纽扣抓拍设备的用电等级的分析；

使用实时计时设备，与所述用电分析设备连接，用于为用电分析设备提供计时参考信号；

其中，在所述用电分析设备中，基于所述电力输入端子每小时输入的电压和每小时输入的电流执行对所述纽扣抓拍设备的用电等级的分析包括：将每小时输入的电压和每小时输入的电流相乘以获得每小时耗电功率，基于所述每小时耗电功率确定对应的纽扣抓拍设备的用电等级；

其中，在所述用电分析设备中，所述每小时耗电功率越大，确定的对应的纽扣抓拍设备的用电等级越高。

所述热力发电热源管理方法还可以包括：

使用MCU处理器，分别与所述用电分析设备和所述插值处理设备连接，用于接收所述用电等级，并在所述用电等级超限时，启动所述插值处理设备；

所述MCU处理器还用于在所述用电等级未超限时，关闭所述插值处理设备；

使用插值处理设备，用于接收所述实时抓拍图像，对所述实时抓拍图像执行最邻近元法的插值处理，以获得对应的插值处理图像；

使用通道值解析设备，用于接收所述插值处理图像，对所述插值处理图像中的每一个像素点的通道值进行解析，以获得每一个像素点的红色通道值、绿色通道值和蓝色通道值；

使用自适应处理设备，用于接收每一个像素点的红色通道值、绿色通道值和蓝色通道值，对各个像素点的红色通道值组成的红色通道值图像执行动态范围调整，以获得调整后红色图像；

使用合并处理设备，与所述自适应处理设备连接，用于基于对各个像素点的绿色通道值组成的绿色通道值图像、对各个像素点的蓝色通道值组成的蓝色通道值图像以及调整后红色图像合并，以获得合并图像；

使用归一化处理设备，与所述合并处理设备连接，用于对所述合并图像执行归一化处理，以获得对应的范围调整图像；

使用图像锐化设备，分别与所述数量比较设备和所述归一化处理设备连接，用于对所述范围调整图像执行图像锐化处理，以获得即时锐化图像，并将所述即时锐化图像替换所述实时抓拍图像发送给所述数量比较设备。

另外，WIFI是一种允许电子设备连接到一个无线局域网(WLAN)的技术，通常使用2.4G UHF或5G SHF ISM射频频段。连接到无线局域网通常是有密码保护的；但也可是开放的，这样就允许任何在WLAN范围内的设备可以连接上。WIFI是一个无线网络通信技术的品牌，由WIFI联盟所持有。目的是改善基于IEEE 802.11标准的无线网路产品之间的互通性。有人把使用IEEE 802.11系列协议的局域网就称为无线保真。甚至把WIFI等同于无线网际网路(WIFI是WLAN的重要组成部分)。

无线网络上网可以简单的理解为无线上网，几乎所有智能手机、平板电脑和笔记本电脑都支持WIFI上网，是当今使用最广的一种无线网络传输技术。实际上就是把有线网络信号转换成无线信号，就如在开头为大家介绍的一样，使用无线路由器供支持其技术的相关电脑，手机，平板等接收。手机如果有WIFI功能的话，在有WIFI无线信号的时候就可以不通过移动联通的网络上网，省掉了流量费。

无线网络无线上网在大城市比较常用，虽然由WIFI技术传输的无线通信质量不是很好，数据安全性能比蓝牙差一些，传输质量也有待改进，但传输速度非常快，可以达到54Mbps，符合个人和社会信息化的需求。WIFI最主要的优势在于不需要布线，可以不受布线条件的限制，因此非常适合移动办公用户的需要，并且由于发射信号功率低于100mw，低于手机发射功率，所以WIFI上网相对也是最安全健康的。

最后应注意到的是，在本发明各个实施例中的各功能设备可以集成在一个处理设备中，也可以是各个设备单独物理存在，也可以两个或两个以上设备集成在一个设备中。

所述功能如果以软件功能设备的形式实现并作为独立的产品销售或使用时，可以存储在一个计算机可读取存储介质中。基于这样的理解，本发明的技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分或者该技术方案的部分可以以软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品存储在一个存储介质中，包括若干指令用以使得一台计算机设备(可以是个人计算机，服务器，或者网络设备等)执行本发明各个实施例所述方法的全部或部分步骤。而前述的存储介质包括：U盘、移动硬盘、只读存储器(ROM，Read-Only Memory)、随机存取存储器(RAM，Random Access Memory)、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。

以上所述，仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应所述以权利要求的保护范围为准。

Claims (5)

1.一种热力发电热源管理系统，其特征在于，所述系统包括：

纽扣抓拍设备，设置在热力发电厂的燃料间内，用于对燃料间内煤体燃烧状况进行抓拍操作，以获得相应的实时抓拍图像。

2.如权利要求1所述的热力发电热源管理系统，其特征在于，所述系统还包括：

数量比较设备，与所述纽扣抓拍设备连接，用于接收所述实时抓拍图像，获取所述实时抓拍图像中的各个像素点的灰度值，将灰度值小于等于火焰灰度阈值的像素点作为火焰像素点，确定所述实时抓拍图像中的火焰像素点的数量以作为第一数量，确定所述实时抓拍图像中的全部像素点的数量作为第二数量，将所述第一数量除以第二数量以获得比例数值，当所述比例数值超限时，发出存在火焰信号。

3.如权利要求2所述的热力发电热源管理系统，其特征在于，所述系统还包括：

内容分割设备，与所述数量比较设备连接，用于在接收到所述存在火焰信号时，对所述实时抓拍图像中火焰所在的图像内容从所述实时抓拍图像中分割出来以作为关注区域输出，将所述实时抓拍图像中关注区域之外的图像内容作为非关注区域输出；

鼓风机结构，其吹风口位于热力发电厂的燃料间内，用于在接收到吹风驱动信号时，启动对燃料间内的鼓风操作，并基于各个火焰区域的数量执行与其成反比的鼓风强度；

所述鼓风机结构还用于在接收到火焰可靠信号时，停止对燃料间内的鼓风操作；

第一锐化设备，与所述内容分割设备连接，用于接收所述关注区域和所述非关注区域，对所述关注区域执行基于Roberts算子的图像锐化处理，以获得并输出第一锐化区域，对所述非关注区域不执行基于Roberts算子的图像锐化处理以直接作为第二锐化区域输出；

第二锐化设备，与所述第一锐化设备连接，用于解释所述第一锐化区域和所述第二锐化区域，对所述第一锐化区域执行高通滤波锐化处理，以获得并输出第三锐化区域，对所述第二锐化区域不执行高通滤波锐化处理以直接作为第四锐化区域输出；

数据整合设备，与所述第二锐化设备连接，用于将所述第三锐化区域和所述第四锐化区域进行内容整合以获得与所述实时抓拍图像对应的整合锐化图像；

面积探测设备，分别与所述鼓风机结构和所述数据整合设备连接，用于基于火焰成像特征提取所述整合锐化图像中的各个火焰目标分别所在的各个火焰区域，当在各个火焰区域中不存在面积超限的火焰区域时，发出吹风驱动信号，否则，发送火焰可靠信号；

WIFI传输设备，与所述数据整合设备连接，用于接收所述整合锐化图像，并将压缩处理后的整合锐化图像作为现场压缩图像通过WIFI无线通信链路进行发送；

其中，在所述数量比较设备中，当所述比例数值未超限时，发出不存在火焰信号。

4.如权利要求3所述的热力发电热源管理系统，其特征在于，所述系统还包括：

用电分析设备，与纽扣抓拍设备的电力输入端子连接，所述纽扣抓拍设备用于输出所述实时抓拍图像，所述用电分析设备用于基于所述电力输入端子每小时输入的电压和每小时输入的电流执行对所述纽扣抓拍设备的用电等级的分析；

实时计时设备，与所述用电分析设备连接，用于为用电分析设备提供计时参考信号；

其中，在所述用电分析设备中，基于所述电力输入端子每小时输入的电压和每小时输入的电流执行对所述纽扣抓拍设备的用电等级的分析包括：将每小时输入的电压和每小时输入的电流相乘以获得每小时耗电功率，基于所述每小时耗电功率确定对应的纽扣抓拍设备的用电等级；

其中，在所述用电分析设备中，所述每小时耗电功率越大，确定的对应的纽扣抓拍设备的用电等级越高。

5.如权利要求4所述的热力发电热源管理系统，其特征在于，所述系统还包括：

MCU处理器，分别与所述用电分析设备和所述插值处理设备连接，用于接收所述用电等级，并在所述用电等级超限时，启动所述插值处理设备；

所述MCU处理器还用于在所述用电等级未超限时，关闭所述插值处理设备；

插值处理设备，用于接收所述实时抓拍图像，对所述实时抓拍图像执行最邻近元法的插值处理，以获得对应的插值处理图像；

通道值解析设备，用于接收所述插值处理图像，对所述插值处理图像中的每一个像素点的通道值进行解析，以获得每一个像素点的红色通道值、绿色通道值和蓝色通道值；

自适应处理设备，用于接收每一个像素点的红色通道值、绿色通道值和蓝色通道值，对各个像素点的红色通道值组成的红色通道值图像执行动态范围调整，以获得调整后红色图像；

合并处理设备，与所述自适应处理设备连接，用于基于对各个像素点的绿色通道值组成的绿色通道值图像、对各个像素点的蓝色通道值组成的蓝色通道值图像以及调整后红色图像合并，以获得合并图像；

归一化处理设备，与所述合并处理设备连接，用于对所述合并图像执行归一化处理，以获得对应的范围调整图像；

图像锐化设备，分别与所述数量比较设备和所述归一化处理设备连接，用于对所述范围调整图像执行图像锐化处理，以获得即时锐化图像，并将所述即时锐化图像替换所述实时抓拍图像发送给所述数量比较设备。