[发明专利]基于火焰辐射图像的炉排焚烧炉的控制优化方法和装置

权利要求书

1.一种基于火焰辐射图像的炉排焚烧炉的控制优化方法,其特征在 于，包括以下步骤：

(1)废料自进料口投入炉排腔，在废料燃烧炉排中燃烧，依次经过 干燥区、燃烧区和燃尽区，从出渣口排出；

(2)实时拍摄各炉排的燃烧区的废料燃烧情况，利用中值滤波函数 预处理获取的火焰动态图像，消除背景噪音；

(3)单位时间内，获取多张经过步骤(2)处理的火焰图像，计算获 取的火焰图像的R、G、B的平均值；

(4)将步骤(3)得到的火焰图像的R、G、B的平均值转换为H、S、 V；

(5)将步骤(4)求得的H、S分量输入训练好的BP神经网络中，得 到各炉排的燃烧区的温度场分布，求得各燃烧区的平均温度T1；

(6)将步骤(5)所得的火焰平均温度T1与预设的炉排废料燃烧区 的温度范围[T1_min,T1_max]进行对比判断，进而对各燃烧区的给料速度及一、 二次风量作出相应的调节；

(7)进入下一个监控循环，重复步骤(2)～(6)。

2.如权利要求1所述的基于火焰辐射图像的炉排焚烧炉的控制优化 方法，其特征在于，步骤(2)中，单位时间为30～120s。

3.如权利要求1所述的基于火焰辐射图像的炉排焚烧炉的控制优化 方法，其特征在于，步骤(2)中，同时实时拍摄各炉排的燃尽区的废料 燃烧情况；

步骤(5)中，同时得到各炉排的燃尽区的温度场分布，求得各燃尽 区的平均温度T2；

步骤(6)中，同时将步骤(5)所得的火焰平均温度T2与预设的炉 排废料燃尽区的温度范围[T2_min,T2_max]进行对比判断，进而对各燃尽区的 给料速度及一、二次风量作出相应的调节。

4.一种基于火焰辐射图像的炉排焚烧炉的控制优化装置，包括调节 炉排燃烧运行参数的控制单元，所述炉排焚烧炉的各炉排沿其废料传送方 向设有干燥区、燃烧区和燃尽区，各炉排的燃烧区分别设有单独的进气装 置，其特征在于，还包括用于采集整个燃烧区的火焰图像的图像采集装置， 所述控制单元接收处理各图像采集装置采集到的火焰图像并将各燃烧区 的火焰图像转换为实际燃烧温度并根据实际燃烧温度与设定温度的对比， 分别调节各炉排的燃烧区的给料速度及一、二次风量。

5.如权利要求4所述的基于火焰辐射图像的炉排焚烧炉的控制优化 装置，其特征在于，各炉排的燃尽区也分别设有单独的进气装置，所述图 像采集装置还采集整个燃尽区的火焰图像，所述控制单元还将各燃尽区的 火焰图像转换为实际燃烧温度并根据实际燃烧温度与设定温度的对比，分 别调节各炉排的燃尽区的给料速度及一、二次风量。

6.如权利要求4所述的基于火焰辐射图像的炉排焚烧炉的控制优化 装置，其特征在于，所述的图像采集装置包括一端插入炉排腔内的光学镜 头，与光学镜头连接的相机以及冷却所述光学镜头的水冷单元；

所述光学镜头为柱状，所述水冷单元包括套装在光学镜头上的双层套 管，其中内层套管的内壁和光学镜头之间的夹层形成内层冷却水流道，外 层套管的内壁和内层套管的外壁之间的夹层形成外层冷却水流道，所述内 层冷却水流道与外层冷却水流道在所述光学镜头插入炉排腔一端连通，所 述内层冷却水流道开设有进水口，外层冷却水流道开设有出水口，所述进 水口和出水口都设置在冷却水流道远离炉排腔的一端。

7.如权利要求6所述的基于火焰辐射图像的炉排焚烧炉的控制优化 装置，其特征在于，所述内层冷却水流道和外层冷却水流道至少一个使水 流在冷却水流道内形成旋流的旋流发生装置。

8.如权利要求7所述的基于火焰辐射图像的炉排焚烧炉的控制优化 装置，其特征在于，所述旋流发生装置包括多个沿轴向间隔螺旋布置且旋 流方向相同的旋流发生单元，每个旋流发生单元包括若干绕中心轴间隔排 布的导流片，所述导流片沿轴向螺旋延伸，相邻导流片之间形成沿轴向螺 旋延伸的旋流通道。