[发明专利]一种新型工业炉监测诊断装置及方法

说明书

技术领域

本发明涉及工业炉监测诊断设备，特别是用在石油、化工、电力等高危耗能领域中的工业炉监测诊断装置及方法。

背景技术

当前，工业炉在燃烧运行过程中，急须解决两大问题：一是安全问题，二是节能减排问题。关于安全问题，加热炉运行过程中的不安全因素多，燃烧过程脉动性大，温度场的建立和对燃烧状态的监测，可及时发现不稳定因素。如炉内工艺管道积炭堵塞导致积炭部位与其它部位热容量不同、管道内壁磨损或腐蚀内壁减薄导致该部位温度偏高、管道裂纹、泄漏等等。关于节能减排问题，目前，我国工业炉存在着监控水平低、热效率不高、氮氧化物生成量高等问题。这些问题的解决都依赖于对热状态的准确判断、热工参数的准确测量和和精确的量化控制，但是，由于热状态本身的复杂性和测量手段的限制，使用常规的测量方法和诊断手段难以实现。由于燃烧火焰是表明热状态稳定与否的直接反映，火焰燃烧状态是判断火焰燃烧是否正常驻的重要特征参数，它对热状态机理研究、监测、控制都具有重要的意义，但是在火焰燃烧中学合、分解的过程不断地变化，参加反应的各种物质成分、比例及燃烧条件也时有变化，因而使得火焰的燃烧状态不断发生变化，燃烧状态的实时监测变得十分困难。

目前，使用的一些传统的燃烧状态监视、诊断手段往往存在着难以解决的缺陷。软测量及数字图像处理技术的出现，为燃烧区域的热状态监测诊断开辟了一条新的思路。

发明内容

本发明的目的是针对背景技术中存在的缺点和问题加以改进和创新，提供一种可用于基于热成像图像技术、计算机数字处理与存贮技术、软测量和神经网络理论进行的热状态下识别和预测的智能监控与诊断装置。

本发明的技术方案是构造一种新型工业炉监测诊断装置，包括至少一个红外热像仪、气电辅助控制单元、多通道图像处理器和上位机，所述气电辅助控制单元连接并控制红外热像仪，所述多通道图像处理器连接红外热像仪及上位机，所述红外热像仪安装在工业炉上，所述的红外热像仪包括高温镜头、电动光圈、设置在高温镜头外的内层防护罩和外层防护罩，还包括红外热像仪防护罩，所述外层防护罩通过连接组件连接所述红外热像仪防护罩，所述连接组件上设置有外层进气口和内层进气口，

所述气电辅助控制单元包括电气控制箱，以及设置在电气控制箱上的温度控制器、指示灯和推进器控制按钮，所述电气控制箱底部还设置有推进器控制电缆接口、图像综合电缆接口、图像转接控制接口，分别连接控制红外热像仪的推进器、上位机、多通道图像处理器。

在其中一个实施例中，所述气电辅助控制单元还包括冷却风分配系统，所述冷却风分配系统包括依次连接的空气接口、空气过滤器、空气压力传感器、第一减压阀和第二减压阀，所述第一减压阀和第二减压阀之间设置第一空气输出接口，第二减压阀的末端设置第二空气输出接口，所述第一空气输出接口和第二空气输出接口分别连接所述外层进气口和内层进气口。

在其中一个实施例中，所述指示灯包括电源指示灯、冷却空气压力报警指示灯、镜头温度过高报警指示灯，所述推进器控制按钮包括推进器推进按钮和推进器退出按钮。

在其中一个实施例中，所述的推进器安装在红外热像仪的尾部，并且固定在工业炉壁上，所述工业炉壁上开设有通孔，使得所述红外热像仪的头部可以伸进工业炉内，并且可以在推进器的驱动下前后移动，红外热像仪的连接电缆通过设置在连接组件上的电缆座伸出。

在其中一个实施例中，所述的气电辅助控制单元还包括配对的遥控器和遥控接收装置，可遥控推进器的动作。

本发明的另一技术方案是一种新型工业炉监测诊断方法，包括以下步骤：红外热像仪获取工业炉内热状态的动态图像数据；动态图像数据通过视频信号线送入多通道图像处理器，所述多通道图像处理器将动态图像数据分成二路，一路直接将原图像送入上位机上显示，一路将图像数据进行诊断处理，诊断处理后的图像及参数送入上位机显示，其中诊断处理处理的过程包括：预处理，比色测温算法计算，工况分析计算形成伪色彩图像数据及参数。

在其中一个实施例中，所述上位机连接并控制所述红外热像仪，调整送入多通道图像处理器的动态图像数据，其调整方法为：先判断是否需要对CCD参数进行调整，需要调整则调整参数后送入多通道图像处理器，不需调整则直接送入多通道图像处理器。

在其中一个实施例中，所述参数包括温度参数，所述上位机对温度参数的变化进行检测，温度变化异常进行报警，温度变化正常生成等温线图。