CN202814544U - 一种焦油管式炉火盘燃烧状况监测装置 - Google Patents

一种焦油管式炉火盘燃烧状况监测装置 Download PDF

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姚学文
方康玲
徐望明
姜广萍
方红萍
李小龙
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Abstract

本实用新型公开了一种焦油管式炉火盘燃烧状况监测装置，包括炉膛、火焰监测系统、视频分配器、硬盘录像机、电缆、视频/图像处理系统、数字信号操作显示器和图像控制器，火焰监测系统由摄像探头、推进器、气源控制柜、电气控制柜，首先通过摄像机从炉膛内采集进连续的火焰视频，然后对于采集进来的视频进行处理，将处理之后的结果在计算机显示屏上进行显示，给出结果判定和出现问题时的报警信号，提醒在场工作人员对报警信息进行实时处理，能实时直观地给出焦油管式炉火盘的燃烧状况信息以及火焰熄灭预警和报警信号，从而为焦油管式炉的安全可靠运行提供了保障。

Description

一种焦油管式炉火盘燃烧状况监测装置
技术领域
本实用新型涉及焦化管式炉工况监测装置，尤其是基于数字图像技术的焦油管式炉火盘燃烧状况监测装置。
背景技术
焦油管式加热炉是焦油生产的关键设备之一，简称焦油管式炉。炉内壁安装有等距离盘旋上升的或者平行的焦油物料管，炉底均匀安装着多个火盘式的燃烧器，按照工艺要求给物料管内的焦油加热。管式炉以焦炉煤气为燃料， 结构紧凑、 热效率高， 是目前焦油加工使用最广泛的装置之一。  
管式炉的安全运行在很大程度上取决于燃烧的稳定性，工业上要求在炉膛内有比较稳定、均匀的火焰，保证强烈、充分的燃烧，尽量减少燃烧不稳定情况的发生，从而防止因炉膛灭火而引发炉膛爆燃等事故。燃烧火焰是管式炉燃烧状态最直接、最迅速的反映，为此要求对炉膛的火焰进行持续检测，并且在异常状态时提供报警和保护措施。
目前国内外普遍使用的火检器是红外或可见光火检器（ 自动化与仪表.  2006年5期），这类火检器只能判断火焰是否存在，且只能设计成较小的视角，针对特定燃料和负荷一次设定，这种定值比较判断策略无法很好地适应现场变化的情况。
火焰图像检测系统是现代计算机技术、数字图像处理技术与燃烧学等相结合的产物，采用耐高温传像光学镜片和数字图像处理技术等新技术，是新一代的火焰检测设备。目前，国内外火焰图像检测系统主要用于电厂锅炉火焰监测，其燃料为煤粉，与以煤气为燃料的火焰特征不同。因此，现有的火焰图像检测系统不适用于焦油管式炉火盘燃烧状况的监测。
由上可知，现有的焦油管式炉火盘燃烧状况监测装置，还为空白。
由此，本实用新型乃特潜心研究并配合反复试验，终于提出一种焦油管式炉火盘燃烧状况监测装置。
发明内容
本实用新型旨在解决上述技术问题，提供一种基于数字图像技的、能实时有效地监测焦油管式炉火盘燃烧状况的装置，以保证焦油管式炉安全可靠地运行。
为了实现上述目的，本实用新型所采用的技术方案是：一种焦油管式炉火盘燃烧状况监测装置，包括炉膛、火焰监测系统、视频分配器、硬盘录像机、电缆、视频/图像处理系统、数字信号操作显示器和图像控制器，火焰监测系统包括摄像探头、推进器、气源控制柜、电气控制柜；推进器与摄像探头一端相连，摄像探头的另一端与视频分配器相连，视频分配器的输出端分别与硬盘录像机和视频/图像处理系统相连；视频/图像处理系统包括中央处理器、图像采集卡、以及嵌入智能处理软件的I/O接口板；视频/图像处理系统与数字信号操作显示器相连，电气控制柜与推进器和气源控制柜相连，电气控制柜与图像控制器相连。
在视频/图像处理系统上还设置有用于远程监测的TCP/IP以太网卡。
中央处理器处理通过图像采集卡采集进来的图像，然后通过I/O模块进行输出；系统的整个运行状态在操作台上的显示器上实时显示。
在实际的生产过程中，通过摄像机采集进来图像，一部分传给录像机进行备份操作，一部分传给图像采集卡，对图像进行预置的算法处理，然后在将焦油管式炉火盘的燃烧状况在计算机显示器上显示，包括火焰完全燃烧的程度，并及时输出火焰熄灭预警和报警信号，以及与燃烧控制系统的连锁信号。
由于采用上述技术方案，本实用新型首先通过摄像机从炉膛内采集进连续的火焰视频，实现实时监控；然后对于采集进来的视频进行处理，一是通过电缆直接传送给录像机进行备份处理，二是直接将传送来的图像交由图像采集卡进行采集；再通过嵌入的智能软件针对炉膛内火焰燃烧情况给出的阈值来对从采集卡进来的图像进行处理；最后将处理之后的结果在计算机显示屏上进行显示，给出结果判定和出现问题时的报警信号，提醒在场工作人员对报警信息进行实时处理，从而达到人机交互的功能。提高了处理的响应时间，以及整个系统的可靠性。
本实用新型具有抗干扰性强、工作可靠、监测反应速度快以及处理结果精度高的特点，能实时直观地给出焦油管式炉火盘的燃烧状况信息以及火焰熄灭预警和报警信号，从而为焦油管式炉的安全可靠运行提供了保障。
附图说明
图1是本实用新型的总体结构示意图；
图2是本实用新型的火焰监测系统示意图；
图3是本实用新型的视频/图像处理系统示意图。
具体实施方式
下面结合附图对本实用新型做进一步的描述：
如图1、图2所示，本实用新型包括炉膛1、火焰监测系统2、视频分配器3、硬盘录像机4、电缆5、视频/图像处理系统6、数字信号操作显示器7和图像控制器8。火焰监测系统2采集焦油管式炉炉膛1内的火焰信息，该信息通过电缆5传送到视频分配器3；视频分配器3的输出端分别与硬盘录像机4和视频/图像处理系统6相连，视频分配器3将采集到的视频分成完全一样的两部分，一部分送到硬盘录像机4的信息用来备份视频，另一部分传送到视频/图像处理系统6用于对焦油管式炉火盘燃烧状况的视频图像进行分析和处理；视频/图像处理系统6与数字信号操作显示器7相连，视频/图像处理系统6对视频图像分析和处理的结果在数字信号操作显示器7上显示，包括火焰完全燃烧的程度，火焰熄灭预警和报警信号，以及与燃烧控制系统的连锁信号。现场的工人可以根据对视频信号质量的观测结果，操作图像控制器8以控制火焰监测系统2的摄像探头9在炉膛1中的进退以及聚焦。
火焰监测系统2包括摄像探头9、推进器10、气源控制柜11 、电气控制柜12。推进器10与摄像探头9一端相连，推进器10用于驱动摄像探头9进入或者退出炉膛1，摄像探头9的另一端与视频分配器3相连，将所采集的焦油管式炉火焰信息视频信号传送到视频分配器3；气源控制柜11提供吹风风源，用来给摄像探头9镜头吹风，起到冷却摄像探头9的作用；电气控制柜12与推进器10和气源控制柜11相连，用于控制它们的工作；同时，电气控制柜12与图像控制器8相连，接收来自图像控制器8的控制信号。
如图3所示，视频/图像处理系统6包括图像采集卡、中央处理器（CPU）、I/O接口板，还可以设置USB接口和TCP/IP以太网卡。视频分配器3与图像采集卡相连，接收采样视频信号，提供给火焰视频监测系统2的软件进行识别和处理；识别和处理的结果在数字信号操作显示器7上显示；当燃烧状况异常时，通过I/O接口板14输出对燃烧控制系统的连锁信号；TCP/IP以太网卡用于实现远程监测。

Claims (2)

1.一种焦油管式炉火盘燃烧状况监测装置，包括炉膛(1)、火焰监测系统(2)、视频分配器(3)、硬盘录像机(4)、电缆(5)、视频/图像处理系统(6)、数字信号操作显示器(7)和图像控制器(8)，其特征在于：火焰监测系统(2)包括摄像探头(9)、推进器(10)、气源控制柜(11)、电气控制柜(12)；推进器(10)与摄像探头(9)一端相连，摄像探头(9)的另一端与视频分配器(3)相连；视频分配器(3)的输出端分别与硬盘录像机(4)和视频/图像处理系统(6)相连，视频/图像处理系统(6)包括中央处理器、图像采集卡、以及I/O接口板；视频/图像处理系统(6)与数字信号操作显示器(7)相连，电气控制柜(12)与推进器(10)和气源控制柜(11)相连，电气控制柜(12)与图像控制器(8)相连。 
2.根据权利要求1所述的一种焦油管式炉火盘燃烧状况监测装置，其特征在于：在视频/图像处理系统（6）上还设置有用于远程监测的TCP/IP以太网卡。 
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