一种火电厂锅炉炉内火焰温度场在线测量技术.ppt

一种火电厂锅炉炉内火焰温度场在线测量技术
概述
大型火力发电厂燃煤锅炉中,炉内火焰温度场是反映燃烧状况的一项重要参数,对煤粉的着火、燃尽以及锅炉的安全性具有重要影响。准确的温度场信息也是锅炉燃烧、运行优化以及故障诊断的重要依据。
测量方法
基于数字图像处理的火焰温度测量系统
火焰温度检测系统的原理结构如图所示,整套测温系统由光学系统、风冷系统,D摄像机、图像采集卡和计算机图像处理单等几部分组成。带有冷却装置的传像光纤伸入炉膛,D将火焰图像转化为标准模拟视频信号并通过视频电缆传给图像采集卡,图像采集卡将模拟视频信号经过A/D转换,变成数字图像。数字图像由计算机的图像处理软件单元进行分析处理,处理得出的相关信息输出到运行员工作站或工程师工作站指导燃烧系统的控制。
光纤高温探头
鉴于光纤不能耐高温的特性,在使用光纤进行高温测量时,采用带有保护装置的光纤探头。如上图所示:
风冷系统
D等在高温环境下工作时,而临着由于过热、超温而损坏的可能,因此,必须考虑冷却。水冷系统的效果较佳,但对密封要求很高,且系统不易安装和维护。实际工程应用中,用压缩空气来冷却即可达到要求,且系统较易安装和维护。冷却风由风管进入内外夹套直接冷却内管内的光学器件,经物镜前端的外管出口吹入炉膛,同时吹扫保护玻璃以保持其清洁。另外,吹扫风经吹扫风管引导在物镜下方形成一层气幕从而有效地防止了烟尘撞击物镜或粘于物镜上,保证了光学系统成像的质量
D摄像机
CCD摄像机是20世纪70年代初发展起来的一种新型半导体器件。D摄像机的成像面是由水平和垂直排列的象素组成,每个象素的光电转换部分为一个光敏元件。光敏元件的作用是把所接收到的光辐射信号通过光电转换变成电荷信号,电荷的电量反映了照射在该象素上的光线强弱,于是成像面上的光的强弱分布就转变成电荷包电量多少的分布。将电荷包由象素向输出级的传送,因此它同时具有光电变换和传送的功能。
图像采集卡
由CCD摄像机出来的是全电视模拟图像信号,显然不能直接送入计算机内进行处理,图像采集卡在其,起到了类似于桥梁的沟通作用,图像采集卡主要实现信号调理及A/D转换等信号处理等功能,如
图所示。
计算机图象处理单元
火焰图像的处理单元包括图像去噪、图像增强处理、温度场计算、温度顶估、各显示单元,以及事故追忆等功能,图像信息的处理由计算机担任。如图所示,由于数字图像信息量十分巨大,且功能较复杂,因此,对计算机系统的性能要求很高。