专利名称：电厂凝汽器胶球清洗自动监测装置的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种凝汽器清洗用的监测装置，特别是一种用于检査电 厂凝汽器胶球清洗装置循环管路中的胶球数量及其磨损情况的自动监测装置。
背景技术：
目前，电厂在发电过程中，需要经常对凝汽器进行清洗，以防止凝汽器 冷却管壁出现污垢影响凝汽器换热效率，造成机组真空度降低，增加发电煤 耗，管壁若出现结垢堵塞，将会严重影响清洗装置正常运行。大多数电厂对 凝汽器结垢的清洗主要是采用凝汽器胶球清洗装置，凝汽器胶球清洗装置是 由收球网、胶球输送泵、装球室、控制器、胶球及循环管路等部件组成的。 它周期性地以高压水将大于凝汽器冷却管内径的清洁胶球挤过冷却管，对冷 却管进行反复擦洗，清洗凝汽器冷却管内污垢并带出杂质。从而可以达到延 长冷却管使用寿命、提高发电厂经济效益、保障设备安全运行的目的。
现有国内最好的胶球清洗装置也只能保证95%的收球率，而胶球清洗装 置清洁效果能否达到最佳，依赖于胶球个数是否足量、胶球半径是否够大。 由于机械装置的不完备性，胶球清洗装置总会由于这样或那样的原因，导致 清洗过程中胶球的堵塞，出现丢球现象，或者造成胶球磨损，这些都直接影 响了换热效果。目前，国内电厂中大都采用定期人工检査的方法判断是否需 要加球或换球，该方法费时、费力，误差较大。因此，为提高电厂的经济效 益以及自动化水平，专利公报公开了公告号为CN2553246Y的"智能化凝汽器胶球清洗装置"，它是在已有的胶球清洗装置上增设了用信号电缆相连的压 力压差变送器、温度测量变送器、污垢热阻监测仪、多媒体计算机。该装置 通过实时监测冷凝管的结垢状态，根据结垢引起的经济损失、清洗费用等综 合因素，计算出最佳清洗周期，降低了劳动强度，使凝汽器始终处于高效运 行状态，但仍无法解决对现有胶球清洗装置的胶球回收数量进行检査和对胶 球磨损程度进行检测的难题。
据报导，国外对胶球数量监测已经进行了研究如德国Taprogge(达极) 公司研发了对通过胶球计数的胶球回收自动监测器，在原有的胶球清洗设备 胶球泵与装球室之间配置红外传感器，每个胶球通过时都会给红外传感器一 个脉冲触发信号，进而达到对胶球计数的目的。另外，还开发了利用胶球流 速与冷凝水流速比值的变化来检测管道内部清洗程度的胶球清洗效果监测 器。国内有的发电厂已经在其发电机组上全套更换德国Taprogge公司的胶球 清洗装置。如日本Hitachi(日立)公司在其日立回顾(Vol. 54 (2005),No.3) 刊物中发表了一篇题为《高性能凝汽器管道清洗系统一先进的胶球回收技术》 的文章，对原先的胶球清洗装置进行了一系列的内部机械改造，增设有拍打 式胶球过滤器以及球-污垢分离器，研制出新结构的胶球清洗装置，胶球回收 率基本上达到了 100%。但是上述国外产品普遍存在无法自动检测胶球磨损 程度的问题。尽管如此，因这两家公司的产品在我国都是按照整套的清洗系 统出售，不单独出售系统中的胶球回收自动监测器或拍打式胶球过滤器等部 件，故不仅购价相当昂贵，而且电厂还不得不换掉并未完全失效的其它清洗 装置，造成了极大的资源浪费。
实用新型内容
本实用新型的目的是提供一种电厂凝汽器胶球清洗自动监测装置，它有效地克服现有装置存在的检査回收胶球数量和检测胶球磨损困难等问题，其 结构简单，设计合理，操作方便，能实现自动监测循环管路中的回收胶球的 数量及其胶球磨损程度，显著提高凝汽器的清洗质量，降低工作人员劳动强 度，以期达到最佳的清洗效果。
本实用新型的目的是这样实现的该装置包括通过两端法兰与胶球清洗 装置的胶球循环管道连接的壳体及其监测控制回路，其技术要点是所述壳 体侧壁封装透明视窗，所述监测控制回路的图像采集单元中的摄像机或视频 头设置在正对壳体透明视窗的一侧，并使摄像机或视频头的拍摄镜头中心线 垂直于所述透明视窗所在的平面，在壳体透明视窗四周的有利于拍摄的照明 位置设置灯源，将摄像机或视频头采集到的按时间顺序存储的胶球连续图像 传输到所述监测控制回路的计算机控制的图像处理单元进行处理分析，实时 判断回收胶球的数量及其磨损程度，利用所述监测控制回路的报警显示单元 显示检测结果。
所述监测控制回路的图像采集单元的摄像机或视频头采集到的按时间顺 序存储的胶球连续图像，传输到监测控制回路的计算机控制的图像处理单元， 将按时间顺序存储的胶球连续图像通过图像拼接模块去除每两幅顺序相邻图 像之间的重复部分，再由图像预处理模块去除噪声，经图像分割模块得到目 标明确的分割图像，然后通过胶球定位模块进行胶球位置定位，即获得胶球 的数量及其磨损程度，利用报警显示单元显示检测结果。
由于本实用新型无需更换现有电厂凝汽器的胶球清洗装置，只是在原胶 球清洗装置的循环管路中，将该装置的壳体通过其两端的法兰组装在胶球泵 与带有收球网的收球室之间，就能获得每一个供给装球室的回收胶球的数量 及其磨损程度的图像，再经监测控制回路的计算机控制的图像处理单元处理分析，即可利用报警显示单元显示检测结果，所以其结构简单，设计合理， 操作方便，不仅能够解决进口产品不单独出售系统中的胶球回收自动监测器 等部件，所造成极大的资源浪费的缺陷，而且可以有效地克服现有装置存在 的检查回收胶球数量和检测胶球磨损困难等问题。因该装置的图像采集单元 中的摄像机垂直于壳体透明视窗的所在平面，故在保证拍摄环境亮度的灯源 配合下，很容易通过由摄像机采集到的按时间顺序存储的胶球连续图像传输 到监测控制回路的计算机中的图像处理单元进行处理分析，并利用报警显示 单元显示检测结果。因此，使用该装置显著提高凝汽器的清洗质量，降低工 作人员劳动强度，以期达到最佳的清洗效果，明显地提高发电机组的真空， 有效地减少汽轮机排汽损失，降低汽轮机的汽耗率，推进节能降耗工作的进 一步开展。以下结合附图对本实用新型作进一步描述。
图1是本实用新型的使用状态示意图。
图2是本实用新型的一种具体结构示意图。
图中序号说明l凝汽器、2胶球喷嘴、3循环水泵、4带有收球网的收 球室、5监测装置、6胶球泵、7胶球输送管道、8装球室、胶球输送管道9、 图像采集单元10、灯源11、摄像机12、透明视窗13、胶球14、法兰15、图 像处理单元16、图像拼接模块17、图像预处理模块18、图像分割模块19、 胶球定位模块20、报警显示单元21、显示屏22、扬声器23。
具体实施方式
根据
图1和实施方式详细说明本实用新型的具体结构。该装置包括通过 两端法兰15与现有胶球清洗装置中的胶球循环管道7连接的壳体及其监测控制回路。现有凝汽器1的胶球清洗装置一般都由带有收球网的收球室4、胶
球泵6、胶球循环管道7、装球室8、胶球喷嘴2等部件组成。它借助高压水 流的作用将大于凝汽器1冷却管内径的清洁胶球挤过冷却管，对冷却管进行 反复擦洗，清洗凝汽器冷却管内污垢并带出杂质。
该监测装置5的位置就设置在胶球泵6与带有收球网的收球室4之间， 以保证此监测装置能观测到每一个供给装球室的回收胶球的数量及其胶球磨 损程度。其中壳体及其两端法兰15的规格、形状应根据实际使用要求确定。 在壳体的侧壁封装由透明光学玻璃或其它透明材料构成的透明视窗13。摄像 机或视频头12设置在正对壳体透明视窗13的一侧，并使摄像机或视频头12 的拍摄镜头中心线垂直于壳体透明视窗13所在的平面，拍摄焦距可调。在壳 体透明视窗13四周的有利于拍摄的照明位置设置灯源11。将摄像机或视频 头12采集到的按时间顺序存储的胶球连续图像传输到计算机控制的图像处 理单元16进行处理分析。
监测控制回路基本上由三大单元组成即图像采集单元IO、计算机控制 的图像处理单元16、报警显示单元21。其中-
图像采集单元10包括组装在胶球循环管道9中的壳体的透明视窗13、 灯源11、摄像机或视频头12等件。
图像处理单元16在优选情况下可由四大模块构成即图像拼接模块17、 图像预处理模块18、图像分割模块19、胶球定位模块20。其中图像拼接模 块17采用图像拼接算法，将摄像机或视频头12采集到的按时间顺序存储的 胶球连续图像进行处理，去除相邻两幅连续图像之间的重复部分，以保证连 续图像不缺失，消除连续两幅图像之间搭界位置的重复图像；图像预处理模块18通过灰度变换、均值滤波等一系列预处理过程去除噪声；图像分割模块 19采用基于最小误差分割法的灰度图二值化变换对预处理除噪后的图像进 行分割，得到目标明确的分割图像；然后利用胶球定位模块20的二值图像投 影变换，进行胶球位置定位，实时判断回收胶球的数量及磨损程度等信息。
报警显示单元21由显示屏22和扬声器23组成。报警显示单元21由显 示屏22和扬声器23组成。该显示屏22是一个具有显示屏面的彩色显示单元， 可显示胶球数量及磨损程度等信息。此外还能显示供工作人员査证的历史记 录。该扬声器23具有产生语音消息的能力，用于在胶球数量或磨损程度达到 报警限额时，发出报警提醒信号。
监测控制回路的控制原理是图像采集单元10的摄像机或视频头12采 集到的按时间顺序存储的胶球连续图像，传输到计算机控制的图像处理单元 16的图像拼接模块17去除每两幅顺序相邻图像之间的重复部分，再由图像 预处理模块18去除噪声，经图像分割模块19得到目标明确的分割图像，然 后通过胶球定位模块20进行胶球位置定位，即获得胶球的数量及其磨损程 度，利用报警显示单元21显示检测结果。最后利用监测控制回路的报警显示 单元显示回收胶球的数量及磨损程度等检测结果。
权利要求1、一种电厂凝汽器胶球清洗自动监测装置，包括通过两端法兰与胶球清洗装置的胶球循环管道连接的壳体及其监测控制回路，其特征在于所述壳体侧壁封装透明视窗，所述监测控制回路的图像采集单元中的摄像机或视频头设置在正对壳体透明视窗的一侧，并使摄像机或视频头的拍摄镜头中心线垂直于所述壳体透明视窗所在的平面，在壳体透明视窗四周的有利于拍摄的照明位置设置灯源，将摄像机或视频头采集到的按时间顺序存储的胶球连续图像传输到所述监测控制回路的计算机控制的图像处理单元进行处理分析，实时判断回收胶球的数量及其磨损程度，利用所述监测控制回路的报警显示单元显示检测结果。
2、 根据权利要求1所述的电厂凝汽器胶球清洗自动监测装置，其特征在 于所述监测控制回路的图像采集单元的摄像机或视频头采集到的按时间顺 序存储的胶球连续图像，传输到监测控制回路的计算机控制的图像处理单元， 将按时间顺序存储的胶球连续图像通过图像拼接模块去除每两幅顺序相邻图 像之间的重复部分，再由图像预处理模块去除噪声，经图像分割模块得到目 标明确的分割图像，然后通过胶球定位模块进行胶球位置定位，即获得胶球 的数量及其磨损程度，利用报警显示单元显示检测结果。
专利摘要一种电厂凝汽器胶球清洗自动监测装置，包括壳体及监测控制回路，其技术要点是壳体侧壁封装透明视窗，监测控制回路的图像采集单元中的摄像机或视频头设置在正对壳体透明视窗的一侧，并使摄像机或视频头的拍摄镜头中心线垂直于透明视窗所在的平面，在视窗四周设置灯源，摄像机或视频头采集到的按时间顺序存储的胶球连续图像传输到监测控制回路的计算机控制的图像处理单元进行处理分析，实时判断回收胶球的数量及其磨损程度，利用报警显示单元显示检测结果。它结构简单，设计合理，操作方便，能实现自动监测循环管路中的回收胶球的数量及其胶球磨损程度，显著提高凝汽器的清洗质量，降低工作人员劳动强度，以期达到最佳的清洗效果。
文档编号F28G1/00GK201163168SQ20082001032
公开日2008年12月10日 申请日期2008年1月18日 优先权日2008年1月18日
发明者智 李, 王祥凤, 郑维平 申请人:沈阳工程学院