[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

说明书

技术领域

本发明涉及炉排焚烧炉的废料焚烧技术，基于火焰辐射图像的炉排焚 烧炉的控制优化方法和装置。

背景技术

炉排炉多采用往复式机械炉排进行给料，且此种炉排向下倾斜一定的 角度；根据燃烧过程的需要，炉排由多列炉排片构成，各列炉排相互间隔 排列，可独立运行。所燃废料经料斗落入料槽内，并由给料装置按照系统 给定的速度进入炉膛；进入炉膛后，废料在系统控制下的炉排上，按照规 定的速度运动，并与从炉排底部进入的一、二次风进行混合、翻动，使废 料得以干燥、点火、燃烧以致燃尽。

例如公布号为CN102840586A的专利文献公开了一种生活垃圾焚烧 炉自动燃烧控制系统，其包括垃圾焚烧炉，所述垃圾焚烧炉设置有垃圾进 料口、干燥炉排、燃烧炉排、燃尽炉排、炉膛、汽包、尾部烟气出口，所 述干燥炉排、燃烧炉排、燃尽炉排的下部分别设置有一次风进风口，一次 风机分别通过管路连通对应的所述一次风进风口，所述炉膛内通有二次风 进风口，所述二次风进风口通过管路连接二次风机，所述干燥炉排上设置 有推料器，所述垃圾焚烧炉的外部设置有PLC控制站、操作站，所述操作 站连接所述PLC控制站，所述操作站内设置有低位热值设定、蒸汽流量设 定、垃圾密度设定三个参数输入模块，所述PLC控制站内执行逻辑运算模 块设置有热量平衡计算模块、物料平衡计算模块、各控制回路计算模块， 所述干燥炉排、燃烧炉排、燃尽炉排分别设置有干燥炉排速度控制阀、燃 烧炉排速度控制阀、燃尽炉排速度控制阀，所述干燥炉排速度控制阀、燃 烧炉排速度控制阀、燃尽炉排速度控制阀分别连接所述PLC控制站，所述 干燥炉排、燃烧炉排、燃尽炉排的下部对应的所述一次风进风口所连通的 每一条管路上分别设置有空气流量测试仪、空气流量控制阀，所述每一条 管路上设置的空气流量测试仪、空气流量控制阀分别连接到所述PLC控制 站；所述二次风机的管道两端风别设置有二次风流量控制阀、二次风流量 测量仪表，所述二次风流量控制阀、二次风流量测量仪表、二次风机分别 连接至所述PLC控制站；所述汽包的蒸汽出口处设置有蒸汽测量仪表，所 述蒸汽测量仪表连接所述PLC控制站；所述炉膛内设置有辅助燃烧器、炉 膛温度测量仪，所述辅助燃烧器、炉膛温度测量仪分别连接所述PLC控制 站；所述燃烧炉排上设置有垃圾层厚度测试仪表，所述垃圾层厚度测试仪 表连接所述PLC控制站，所述燃尽炉排的上方设置有温度仪，所述温度仪 连接所述PLC控制站；所述尾部烟气出口处设置有烟气含氧量测量仪表， 所述烟气含氧量测量仪表连接所述PLC控制站；所述推料器连接有推料器 速度控制阀，所述推料器速度控制阀连接所述PLC控制站。

上述装置过程需要与主蒸汽压力控制、主蒸汽温度控制、一次和二次 风量控制等进行配合来完成。当物料特性，如含水率、组成成分、破碎程 度等发生变化时，给料控制系统对给料速度作出相应的调整，以使废料在 炉排上均匀且充分燃烧。然而，由于主蒸汽压力和主蒸汽温度等参数对废 料特性的变化表现并不敏感，致使对给料速度及一、二次风量的调节往往 存在很大的滞后性；且整个炉排往往按照统一的速度给料。这就造成了物 料在炉排上燃烧不均匀、燃烧效率低、污染物排放加剧等问题。

发明内容

本发明提供了一种基于火焰辐射图像的炉排焚烧炉的控制优化方法， 通过增设图像采集系统，可以对每列炉排上的废料燃烧进行分区监控，并 根据动态火焰图像实时控制燃烧参数，提高废料燃烧均匀性和燃烧效率。

一种基于火焰辐射图像的炉排焚烧炉的控制优化方法,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；