[发明专利]一种气化炉火焰检测装置及检测方法

说明书

本发明公开一种气化炉火焰检测装置及检测方法，由炉膛火焰图像采集系统、CCD相机、火焰智能分析系统以及辅助设备组成，选择合理的安装位置以及辅助设备，而且避免粉尘对火焰图像的干扰，有效解决气化炉火焰检测过程中需要解决的高温、高压、密闭等问题；基于火焰图像处理技术、机器自学习技术以及智能测量技术的综合应用，对气化炉点火过程及正常燃烧过程的火焰智能检测，并根据检测结果输出控制信号，实现气化炉安全、高效、稳定运行；采用自学习训练获得图像识别算法，同时系统存储海量炉膛燃烧数据，用于补充火焰图像库，优化完善火焰图像识别算法，提高气化炉检测的准确性；采用人工智能技术，实现气化炉火焰检测过程的智能化控制。

技术领域

本发明属于气化炉检测技术领域，涉及一种气化炉火焰检测装置及检测方法。

背景技术

气化炉是煤化工的关键设备，通过对煤的热分解、气化以及燃烧反应等工艺流程生产煤化气。气化炉需要高可靠性的在线检测设备，便于实时诊断炉膛燃烧情况，保证炉膛处于特定的高温、高压环境，使气化炉安全高效稳定运行。

火焰图像处理技术的出现，为工业窑炉燃烧诊断开辟了一条新的思路。基于火焰图像的炉膛火焰监控系统综合运用了视觉技术、计算机技术，通过采集炉膛内的火焰燃烧的图像，以数字信号的形式存储，通过算法进行分析和处理，实现锅炉燃烧诊断。目前，我国大多数的燃煤电厂锅炉均已安装火焰检测装置，能够快速准确的反映炉膛内的燃烧情况，避免因炉内燃烧不正常引起的安全事故发生。

气化炉炉膛内化学反应情况复杂，受多种外界因素影响后，容易引起炉膛灭火、导致炉膛爆裂等事故发生，这些因素对气化炉的安全生产构成了威胁。气化炉需要对炉膛内的火焰燃烧情况进行检测，防止气化炉安全事故发生。现有的火焰视频检测需要人工检测炉内火焰燃烧情况，判断气化炉是否点燃，这种方式对监测人员的经验要求很高，而且不能实现对炉内燃烧情况的连续、快速、准确检测，并实时输出控制信号，无法满足DCS的程控精细化需要。

由于气化炉的高温、高压、密闭等要求，现有的火焰检测装置无法应用于气化炉的火检过程中，气化炉的燃烧主要是人工观测炉膛内的燃烧情况，通过经验来判断。随着工业技术的发展需求，气化炉火焰智能检测技术的需求是十分必要的。

发明内容

为克服现有技术的不足，本发明的目的在于提供一种气化炉火焰检测装置及检测方法，通过选择合理的安装位置以及辅助设备，实现气化炉火焰检测过程的智能化控制，解决气化炉高温、高压、密闭环境中的火焰检测问题，实现气化炉安全高效稳定的运行。

为实现上述目的本发明采用如下方案：

一种气化炉火焰检测装置，包括炉膛火焰图像采集系统、CCD相机、火焰智能分析系统、辅助设备、炉膛火焰视频输出装置和气化炉输出控制装置；

所述炉膛火焰图像采集系统安装于炉膛内部燃烧器附近，用于采集并输出气化炉炉膛火焰图像，辅助设备用于对炉膛火焰图像采集系统进行吹扫、冷却；火焰智能分析系统用于对气化炉点火过程及正常燃烧过程的火焰进行智能检测，并根据检测结果输出控制信号控制氧气和煤粉的投放及投放时间的设置；气化炉输出控制装置根据火焰智能分析系统输出的控制信号对进料进行控制；

所述炉膛火焰图像采集系统包含A、B两路火焰图像采集线路，A路火焰图像采集线路与安装于炉膛外侧的CCD相机相连，CCD相机用于接收A路火焰图像采集线路的火焰图像信号，并转化成数字信号发送至火焰智能分析系统；B路火焰图像采集线路与炉膛火焰视频输出装置相连，炉膛火焰视频输出装置用于接收B路火焰图像采集线路的火焰图像信号并送至监控室。

进一步，所述A路火焰图像采集线路包括A路火焰信号采集探头和A路火焰信号输出光纤，B路火焰图像采集线路包括B路火焰信号采集探头和B路火焰信号输出光纤。

进一步，所述的辅助设备包括吹扫装置和伸缩装置，通过伸缩装置将膛火焰图像采集系统的探头深入气化炉预定位置，通过吹扫装置对炉膛火焰图像采集系统进行冷却吹扫。