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多源异构智能光学火电锅炉壁面观测及识别系统

多源异构智能光学火电锅炉壁面观测及识别系统

背景意义
1. 锅炉内温度高、锅炉占地面积广、体型巨大,且观火口数目有限,锅炉相当于一个“黑匣子”,通过肉眼观测炉壁情况比较困难。
2. 由于炉内情况复杂,视觉观测有局限性,当观测到结焦时,也无法对结焦位置及结焦程度进行定量准确判断。
3. 目前除焦剂没有国家标准,面对除焦决策只能依据工程师的个人判断,具有差异性和不可靠性。
4. 常规观测炉内结焦的方法,是派技术工人通过观火口观测并记忆,再凭借记忆的结焦位置进行除焦,难免会有疏漏,无数字解决方案。
5. 结焦严重会破坏正常燃烧工况,降低锅炉效率,破坏正常水循环,甚至造成爆管事故。


利用红外可穿透光学成像技术选取合适的拍摄位置,完成边缘检测系统的冷却,拍摄高温环境下结焦的热辐射图像


监测控制系统


一种需借助辐射源对待测目标照射,使结焦部位和其他部位产生温度差,再利用热象图上的温度差异来确定结焦位置的监测仪。



数据处理及预警方法





技术内涵

将红外可穿透光学成像装置与可见光成像装置安装在炉膛的顶部位置,利用传像光纤将炉膛内的结焦图像与视频准确地传递到边缘计算机。确定炉膛火焰的光谱辐射组成,建立光谱滤波系统穿透火焰获取的结焦图像的关系,经过系统图像处理获得低噪声、高识别度的红外与可见光数据结果。能够实现穿透炉内高温火焰,准确、实时地对电站锅炉中的结焦状态进行视频观测,能为进一步进行除焦策略提供可靠的、科学的依据。

创新点
1. 将可见光、长波、中波红外与可穿透滤波法相结合,多技术融合,实现炉内结焦状态的观测,减少炉膛的黑匣子效应。
2. 利用物联网技术,将不同观火口的结焦进行打分,上传到主服务器将结焦信息进行整合,实现可视化。
3. 采用深度学习算法对结焦进行评价,形成炉膛整体结焦状态的评估,形成可视化,然后制定除焦策略,从而保障炉膛的安全。

经济效益与社会效益
减少燃烧非设计煤种的影响,结灰结焦定量评估,完善的锅炉结焦识别优化系统,可以提高锅炉效率,保障锅炉的运行安全,能有效的预防锅炉的破坏水冷壁等运行事故,对锅炉燃烧过程进行优化控制,是智慧电厂建设的一部分。对电站锅炉具有高度普适性,保障了锅炉高品质安全作业,社会效益明显。








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