一种用于锅炉的透火焰壁面智能光学观测识别系统的制作方法

1.本发明涉及机械领域，具体地，涉及观测系统。


背景技术：

2.由于煤炭供应形式及降低成本的需要，使得很多火电厂燃用煤种偏离设计煤种或燃用易结渣沾污的露天煤矿煤种。例如，采用高碱煤种引起的火电厂锅炉严重结焦、沾污；或是，燃用印尼煤引起的结焦、沾污等现象。锅炉结焦沾污等状况会影响锅炉的正常燃烧工况，降低锅炉效率，影响锅炉运行的经济性与安全性，故而火电厂采用燃煤掺烧、锅炉受热面吹灰及炉膛受热面喷涂纳米材料等手段降低、缓解锅炉的沾污、结焦发生的可能性，然而锅炉结焦、沾污无法避免，仍是重要的威胁锅炉安全运行的技术问题。通过观测锅炉内受热面管沾污、结焦情况后进行吹灰是火电厂防止出现严重结焦的重要手段，该手段主要存在人员安全风险大、观测区域有限、只能观测肉眼可见区域和光亮位置。
3.针对相关技术中的问题，目前尚未提出有效的解决方案。


技术实现要素：

4.本发明的目的是提供一种用于锅炉的透火焰壁面智能光学观测识别系统，以解决上述至少一个技术问题。
5.为了达到上述目的，本发明采用下述技术方案：
6.一种用于锅炉的透火焰壁面智能光学观测识别系统，包括观测系统本体，其特征在于，所述观测系统本体包括设置在锅炉炉壁外侧电动滑轨、观测装置、供气装置、控制柜，所述电动滑轨包括滑块，所述滑块的下方设有所述观测装置；
7.所述观测装置包括红外摄像机、相机防护罩，所述相机防护罩内设有中空腔，所述中空腔内设置有所述红外摄像机，所述红外摄像机的镜头前部设有用于插入锅炉炉壁上观测窗口的直管段，所述相机防护罩的前部设有第一开口，所述直管段的前部自所述第一开口处伸出，所述相机防护罩通过连接杆与所述滑块可拆卸连接；
8.所述供气装置包括储气罐、气泵，所述储气罐连接所述气泵，所述气泵通过第一冷却气管与所述相机防护罩相连；
9.所述相机防护罩上设有用于连接所述第一冷却气管的第二开口，所述第一冷却气管的上部自所述第二开口处穿过，所述直管段的后部设有第三开口，所述第一冷却气管的上部设有用于连通所述第三开口的第四开口与用于连通所述中空腔的第五开口，所述相机防护罩的后部设有排气孔；
10.所述控制柜内设有控制板，所述控制板控制连接所述电动滑轨，所述控制板控制连接所述气泵，所述控制板控制连接所述红外摄像机。
11.所述红外摄像机采用中波红外摄像机。
12.所述相机防护罩内设有温度传感器，所述温度传感器连接所述控制板。所述温度传感器检测相机防护罩内的温度值并反馈至控制板，所述控制板根据温度传感器所检测的
温度值与预设温度值的比对结果控制所述电动滑轨的运行。
13.所述相机防护罩内设有气体压力传感器，所述气体压力传感器连接所述控制板。所述气体压力传感器检测相机防护罩内的气体压力值并反馈至控制板，所述控制板根据气体压力传感器所检测的气体压力值与预设压力值的比对结果控制所述电动滑轨的运行。
14.所述控制板连接无线信号收发装置。
15.所述供气装置包括过滤装置，所述过滤装置设置在所述储气罐与所述气泵之间。
16.所述电动滑轨的下方设有固定在锅炉炉壁上的固定框架，所述固定框架上设有安装槽，所述过滤装置连接第二冷却气管，所述第二冷却气管的前部固定到所述安装槽内，所述第二冷却气管的前部设有用于向锅炉炉壁上观测窗口吹风的第六开口。
17.所述连接杆与所述相机防护罩通过螺栓连接。
18.本发明通过此设计，提供了一种用于锅炉的透火焰壁面智能光学观测识别系统，结构简单、使用便捷，通过电动滑轨、观测装置、供气装置等部件的配合工作，可实现对锅炉内部工况的实时监测并提高了操作员的安全性，能观察到原来操作员观察不到的锅炉炉膛区域，提高了观测区域范围，以便于及早识别结焦结渣区域，进而便于操作员及时干预，也便于后续改进吹灰策略。
附图说明
19.图1为本发明的部分结构连接关系示意图；
20.图2为本发明的观测装置处的部分结构截面示意图。
具体实施方式
21.以下结合附图对本发明的具体实施方式作进一步地说明。
22.如图1～2所示，一种用于锅炉的透火焰壁面智能光学观测识别系统，包括观测系统本体，观测系统本体包括设置在锅炉炉壁外侧电动滑轨、观测装置2、供气装置、控制柜6，电动滑轨1包括滑块，滑块的下方设有观测装置2；观测装置2包括红外摄像机9、相机防护罩10，相机防护罩10内设有中空腔，中空腔内设置有红外摄像机9，红外摄像机9的镜头前部设有用于插入锅炉炉壁上观测窗口的直管段7，相机防护罩10的前部设有第一开口，直管段7的前部自第一开口处伸出，相机防护罩10通过连接杆与滑块可拆卸连接；供气装置包括储气罐5、气泵，储气罐5连接气泵3，气泵3通过第一冷却气管8与相机防护罩10相连；相机防护罩10上设有用于连接第一冷却气管8的第二开口，第一冷却气管8的上部自第二开口处穿过，直管段7的后部设有第三开口，第一冷却气管8的上部设有用于连通第三开口的第四开口与用于连通中空腔的第五开口，相机防护罩10的后部设有排气孔；控制柜6内设有控制板，控制板控制连接电动滑轨1，控制板控制连接气泵3，控制板控制连接红外摄像机9。本发明通过此设计，提供了一种用于锅炉的透火焰壁面智能光学观测识别系统，结构简单、使用便捷，通过电动滑轨1、观测装置2、供气装置等部件的配合工作，可实现对锅炉内部工况的实时监测并提高了操作员的安全性，能观察到原来操作员观察不到的锅炉炉膛区域，提高了观测区域范围，以便于及早识别结焦结渣区域，进而便于操作员及时干预，也便于后续改进吹灰策略。
23.此设计中，将观测装置2设置在锅炉炉壁外侧，通过供气装置对观测装置2进行降
温保护，储气罐5内储存有提供低温或常温气体，低温或常温气体经气泵3输送至相机防护罩10处，对观测装置2进行降温，减少高温对观测装置2的影响，使得观测装置2可长时间运行，实时监测锅炉内的状况。观测系统可设置在锅炉炉壁外侧处或安装在锅炉的屏式过热器的前墙处，将红外摄像机9所拍摄的图像信号通过控制柜6传输至集控室，以便于操作员实时或定期观测炉内的结焦情况。
24.观测系统在安装时，可根据安装位置调整电动滑轨1与直管段7的长度。例如，观测系统用于锅炉的水冷壁或者局部过热器的观察，可采用长约0.5m的直管段7，并根据直管段7的长度调整电动滑轨1的长度；观测系统用于锅炉的炉膛上部过热器管束的观察，可采用长约3m～5m的直管段7，并根据直管段7的长度调整电动滑轨1的长度。进而在锅炉满负荷运行时，直管段7可横穿锅炉截面，便于观测系统连续监测锅炉受热面管的运行状态。
25.红外摄像机9采用中波红外摄像机。利用中波红外摄像机可对锅炉内部起到较佳的观测效果。
26.为了保护观测装置2，相机防护罩10内设有温度传感器，温度传感器连接控制板。温度传感器检测相机防护罩10内的温度值并反馈至控制板，控制板根据温度传感器所检测的温度值与预设温度值的比对结果控制电动滑轨1的运行。控制板将温度传感器所检测的温度值与预设温度值进行比对，当比对结果为温度传感器所检测的温度值低于预设温度值时，控制板控制电动滑轨1的气缸不工作，使电动滑轨1的滑块位置固定，保证观测装置2处于工作状态；当比对结果为温度传感器所检测的温度值高于预设温度值时，控制板控制电动滑轨1的气缸回缩，使电动滑轨1的滑块退回初始位置，带动观测装置2退回，使得直管段7自锅炉炉壁上观测窗口处退出，停止观测装置2的工作。相机防护罩10内设有气体压力传感器，气体压力传感器连接控制板。气体压力传感器检测相机防护罩10内的气体压力值并反馈至控制板，控制板根据气体压力传感器所检测的气体压力值与预设压力值的比对结果控制电动滑轨1的运行。控制板将气体压力传感器所检测的气体压力值与预设压力值进行比对，当比对结果为气体压力传感器所检测的气体压力值低于预设压力值时，控制板控制电动滑轨1的气缸不工作，使电动滑轨1的滑块位置固定，保证观测装置2处于工作状态；当比对结果为气体压力传感器所检测的气体压力值高于预设压力值时，控制板控制电动滑轨1的气缸回缩，使电动滑轨1的滑块退回初始位置，带动观测装置2退回，使得直管段7自锅炉炉壁上观测窗口处退出，停止观测装置2的工作。
27.控制板连接无线信号收发装置。以便于将观测装置2所拍摄的图像信号通过控制柜6传输至集控室，以便于操作员实时或定期观测炉内的结焦情况。
28.供气装置包括过滤装置4，过滤装置4设置在储气罐5与气泵3之间。储气罐5的出气口连接过滤装置4的进气口，过滤装置4的出气口气泵3的进气口，气泵3的出气口连接第一冷却气管8。通过过滤装置4去除气体中的颗粒物与杂质，避免颗粒物与杂质造成红外摄像机9的损坏。
29.电动滑轨1的下方设有固定在锅炉炉壁上的固定框架，固定框架上设有安装槽，过滤装置连接第二冷却气管，第二冷却气管的前部固定到安装槽内，第二冷却气管的前部设有用于向锅炉炉壁上观测窗口吹风的第六开口。第二冷却气管处安有泵体。以减少锅炉炉壁上观测窗口处对观测系统附近温度的影响。
30.连接杆与相机防护罩10通过螺栓连接。连接杆与滑块通过螺栓连接。进而相机防
护罩10与连接杆可拆卸连接。将相机防护罩10自连接杆上拆卸，操作员可手持观测装置2并通过不同位置的锅炉炉壁上观测窗口对锅炉内部的多个位置进行观测。使得观测装置2可作为便携式装置使用。
31.在使用时，将红外摄像机9所拍摄的画面进行灰度化处理，画面图像的每个像素通过三个字节表示，每个字节对应着r、g、b分量的亮度，转换后的灰度图像的每个像素通过一个字节表示该点的灰度值，该数值在0～255之间，其数值越大该点越亮。以便于加快图片的处理速度。对于转换后的灰度图像通过中值滤波法进行平滑去噪处理，以便于减少灰尘颗粒或烟雾对图像的影响。进而便于操作员通过图像观测炉内的结焦情况。
32.观测系统可优化吹灰效率，减少非停，结焦结渣是影响锅炉效率及安全性的主要问题，结渣结焦会不可逆，严重时产生非停，甚至产生事故，为了防止结焦，往往采用加强吹灰频次及压力的方式，过度清洁会导致受热面管道破损，造成非停，通过本系统的使用可以找到吹灰的合理模式，减少吹灰次数；同时，可提升劣质易结焦煤的掺烧比例，因对结焦情况的未知，不敢贸然继续提高劣质或易结焦煤的掺烧比例，采用本系统后可以提高掺烧比例，降低煤耗，节约成本；本系统避免了操作员直接观测锅炉内的工况，提高了安全性，减少人员因观测结焦引起的安全事故隐患。
33.最后应说明的是：以上仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限定本发明，尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，对于本领域的技术人员来说，其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。