[发明专利]一种气化炉火焰检测系统

说明书

技术领域

本发明属于煤气化技术领域，特别是指一种气化炉火焰检测系统。

背景技术

气化炉由于高温高压的特殊环境，其安全性较锅炉更为严格，因此必须配备功能齐全，性能可靠的火焰检测装置用于检测气化炉的点火状态及炉内燃烧状况，过去一般采用火检探头，但其仅能得到火焰有无的开关量，无法观察到炉内燃烧状况。为解决如上问题，目前有基于服务器的可视化火检系统，可通过前端的图像探头获取炉内火焰状况，再利用后端电脑进行相关分析，进而进行火焰检测，但由于电脑本身运行可靠性无法达到工业要求，存在死机等问题，其稳定性和准确性尚存在问题。

另一方面，顶置式单烧嘴气化炉的火检观测管布置位置为烧嘴中心。该种气化炉在正常燃烧过程中，由于煤质变化、烧嘴装配误差、烧嘴喷口堵塞等原因，可能会出现烧嘴偏烧情况，即烧嘴在周向方向上火焰并未呈中心对称，导致某一方向温度偏高，这直接导致了气化炉负荷难以提高，影响经济性，严重时甚至可能导致气化炉被烧穿造成重大损失。目前，一般通过在气化炉炉体上布置测温传感器，通过比对同一层不同位置温度来确定是否偏烧，但采用该方式存在如下问题：A)为保护传感器不被破坏，一般无法太深入炉膛，距离烧嘴燃烧火焰较远，存在温度滞后性；B)测温传感器布置数量有限，无法对炉膛一周各角度都进行监控，存在监控死角；C)测温传感器工作环境恶劣，容易损坏，且损坏后难以修复。顶置式单烧嘴气化炉出现偏烧后，需要及时纠正偏烧，目前一般人为进行控制，缺乏准确性、及时性。

发明内容

为了解决现有的气化炉火焰检测不稳定，缺乏准确快速开关量的问题，本发明提供一种气化炉火焰检测系统，能够稳定可靠没有延迟的对炉内火焰燃烧状况进行监测，输出火焰有无的开关量，同时输出火焰燃烧状况。

本发明提供的一种气化炉火焰检测系统，包括：

图像探头，布置于气化炉炉体外气化烧嘴的中心管口处，外部为用于防爆的耐压壳体，所述图像探头用于采集气化烧嘴的中心管口处的火焰视频信号；

数据处理单元，设置于机柜中，数据处理单元的视频输入端通过同轴电缆与所述图像探头的视频输出端连接，所述数据处理单元用于根据所述图像探头采集的火焰视频信号，判断所述图像探头探测的气化烧嘴是否有火焰。

在一种具体实施方案中，所述数据处理单元还用于定时进行故障自检，并在故障影响是否有火焰判断的正确性时直接判断所述气化烧嘴处无火焰。

在一种具体实施方案中，还包括与所述数据处理单元连接的DCS控制系统；所述数据处理单元根据是否有火焰的判断结果，向所述DCS控制系统发送有/无火焰的开关信号，所述DCS控制系统根据所述有/无火焰的开关信号进行停车连锁；所述数据处理单元还将故障自检结果发送给所述DCS控制系统。

在一种具体实施方案中，所述数据处理单元通过2芯聚氯乙烯绝缘软电缆与DCS控制系统连接。

在一种具体实施方案中，所述数据处理单元具有网络信号输出口，所述气化炉火焰检测系统还包括网络交换机和工业计算机；所述网络交换机的输入端连接所述数据处理单元的网络信号输出口，输出端连接所述工业计算机；所述数据处理单元通过网络交换机将所述火焰视频信号以及有/无火焰的开关信号通过所述网络交换机实时传输给工业计算机。

在一种具体实施方案中，所述数据处理单元还用于根据所述火焰视频信号以及预先设置的偏烧状况计算方法，计算所述气化炉的偏烧状况；

其中，所述偏烧状况计算方法包括：

采用HSI颜色模型分析所述火焰视频信号，得到每一帧图像的各像素点的H、S、I分量值；

以所述图像探头的中心为圆心，转出极坐标下的亮度值，

以所述图像探头的中心为圆心，以预定角度为单位沿周向360°进行等分；

计算每一等分下所有像素点的亮度平均值，作为该等分下的亮度值；

根据各等分下的亮度值，计算周向亮度不均匀度，得到所述气化炉的偏烧状况。

在一种具体实施方案中，所述气化炉火焰检测系统用于具有三路燃料管的气化炉，所述工业计算机还通过控制电缆与所述DCS控制系统连接；

所述数据处理单元还将计算得出的周向亮度不均匀度通过所述网络交换机发送给工业计算机；