CN1148531C - 锅炉火焰中心调控系统 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种锅炉火焰中心调控系统。它包括：若干传像光纤、若干CCD摄像头、彩色图像监视器、图像卡、通讯卡、计算机、显示器CRT、键盘、燃烧控制系统、燃料阀、风门和若干喷燃器。图像数字处理系统中包括：采集视频信号并数字化的模块、处理数字信号得出火焰特征区范围及火焰燃烧中心位置的模块、与建模参数进行比较的模块、判断是否在指定范围的模块和输出调整二次风门及各喷燃器的控制信号的模块。本系统可将全炉膛火焰图像进行处理运算，确定火焰中心区，并输出控制信号调整二次风、一次风及各喷燃器出力，使得着火中心区在不同负荷下保持最佳燃烧位置。
Description
技术领域
本发明涉及一种锅炉火焰中心调控系统，尤其是涉及一种采用视频技术调控锅炉火焰中心的锅炉火焰中心调控系统。属锅炉热工燃烧自动控制领域。
背景技术
锅炉是一种大型燃烧设备，控制不好燃烧中心区将会造成大量能源浪费及热力设备的损坏，甚至引起事故。目前，锅炉运行人员因无法具体准确地检测到炉膛内着火中心区位置而无法控制火焰燃烧中心点，锅炉仍处于盲烧状态。
发明内容
本发明的目的是将视频技术和计算机技术引入到控制系统中、而提供一种锅炉火焰中心调控系统。它可根据几台摄像机传送来的视频信号经过处理和运算，将火焰燃烧中心区及锅炉特征区位置判断出来，通过控制输出来控制各喷燃器出力及配风，使火焰中心在不同负荷时控制在最安全经济的区域内，从而提高锅炉燃烧的经济性和安全性。
本发明的目的是通过如下技术方案而实现的。设计一种锅炉火焰中心调控系统，它包括：若干传像光纤、若干CCD摄像头、彩色图像监视器、图像卡、通讯卡、计算机、显示器CRT、键盘、燃烧控制系统、燃料阀、风门和若干喷燃器；所述传像光纤一端插入炉膛内，另一端与CCD摄像头相连；CCD摄像头输出的视频信号一路送往彩色图像监视器，另一路送往由图像卡、通讯卡、显示器CRT和键盘组成的图像数字处理系统；其中通讯卡的输出信号作为燃烧控制系统的输入信号，燃烧控制系统的输出信号分别控制燃料阀、风门及喷燃器。所述图像数字处理系统中包括：采集视频信号并数字化的模块、处理数字信号得出火焰特征区范围及火焰燃烧中心位置的模块、与建模参数进行比较的模块、判断是否在指定范围的模块和输出调整二次风门及各喷燃器的控制信号的模块。
本发明采用传像光纤和几台工业摄像机，将全炉膛火焰图像送入显示系统和燃烧中心控制系统。显示系统显示燃烧中心的燃烧情况；燃烧中心控制系统将火焰燃烧的图像信号经过处理运算，判断出着火区温度场，确定燃烧中心，控制各喷燃器的出力情况，使火焰着火中心区根据不同负荷情况控制在指定的范围内。本发明采用自校正方法确定火焰在炉膛中的实际位置，而不受传像光纤位置的轻微改变的影响。本发明采用炉膛内的特征点来标定火焰中心的位置，采用建模的方式将高效的等负荷下的燃烧中心区及燃烧能级建模并存入本系统中。通过火焰数字图像与模型对比运行控制各喷燃器一次风和二次风，使火焰中心区能级及位置满足该负荷下的要求。
本发明的锅炉火焰中心调控系统与现有技术相比较，具有以下优点：
1、本发明应用视频技术和计算机技术，使燃烧中心区的控制成为可能，结束了锅炉盲烧的历史。
2、克服了盲烧状态带来的诸多问题，提高了锅炉燃烧的经济性和安全性，做到既节能又环保。
下面结合附图和实施例，进一步说明本发明。
附图说明
图1是锅炉火焰中心调控系统的组成示意图；
图2是图1所示系统中计算机程序流程图；
图3是图1所示系统的工作原理图。
具体实施方式
图1至图3示出本发明的构造和工作原理。参照图1至图3，本系统包括：若干传像光纤1、若干CCD摄像头2、彩色图像监视器3、图像卡4、通讯卡5、计算机6、显示器CRT 7、键盘8、燃烧控制系统9、燃料阀10、风门11和若干喷燃器12；所述传像光纤1一端插入炉膛13内，另一端与CCD摄像头2相连；CCD摄像头2输出的视频信号一路送往彩色图像监视器3，另一路送往由图像卡4、通讯卡5、显示器CRT 7和键盘8组成的的图像数字处理系统100；其中通讯卡5的输出信号作为燃烧控制系统9的输入信号，燃烧控制系统9的输出信号分别控制燃料阀10、风门11及喷燃器12。本系统中的图像数字处理系统100中包括：采集视频信号并数字化的模块101、处理数字信号得出火焰特征区范围及火焰燃烧中心位置的模块102、与建模参数进行比较的模块103、判断是否在指定范围的模块104和输出调整二次风门及各喷燃器的控制信号的模块105。
上述方案中，为防止传像光纤过热，传像光纤1外设冷风管14。
上述方案中，为防止CCD摄像头过热，CCD摄像头2处设有过热保护装置15。
Claims (3)
1、一种锅炉火焰中心调控系统，其特征是它包括：若干传像光纤、若干CCD摄像头、彩色图像监视器、图像卡、通讯卡、计算机、显示器CRT、键盘、燃烧控制系统、燃料阀、风门和若干喷燃器；所述传像光纤一端插入炉膛内，另一端与CCD摄像头相连；CCD摄像头输出的视频信号一路送往彩色图像监视器，另一路送往由图像卡、通讯卡、显示器和键盘组成的图像数字处理系统；其中通讯卡的输出信号作为燃烧控制系统的输入信号，燃烧控制系统的输出信号分别控制燃料阀、风门及喷燃器；所述图像数字处理系统中包括：采集视频信号并数字化的模块、处理数字信号得出火焰特征区范围及火焰燃烧中心位置的模块、与建模参数进行比较的模块、判断是否在指定范围的模块和输出调整二次风门及各喷燃器的控制信号的模块。
2、根据权利要求1所述的锅炉火焰中心调控系统，其特征是所述传像光纤外设冷风管。
3、根据权利要求1所述的锅炉火焰中心调控系统，其特征是所述CCD摄像头处设有过热保护装置。
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