LY2000-II 图像火焰检测系统培训资料烟台龙源电力技术有限公司2目目 录录内内 容容 页页 号号第一章第一章 绪论….…………………………………………………………….1第二章第二章 装置构成..…………………………………………………………2第三章第三章 传感器安装与调试..……………………………………………..10第四章第四章 冷却风系统安装与调试..………………………………………..17]第五章第五章 工作站的使用…………………………………………………..22第六章第六章 层火焰图像检测器的使用 ……………………………………32第七章第七章 可见光火检参数整定及使用……………………………………41附录附录 A 视频信号分配模块的技术参数…………………………………..47附录附录 B 视频信号切换器技术参数………………………………………..48附录附录 C 层火焰图像检测器的技术参数………………………………….50附录附录 D 冷却风机电气原理图…………………………………………….52常见故障处理3第一章第一章 绪论绪论火焰检测是电站锅炉安全保护系统（FSSS）的重要组成部分。
LY2000 火焰检测装置采用光纤传像、燃烧理论、模式识别以及图像处理等先进技术，实现对煤粉燃烧器以及油火焰信号的数字分析，准确发出单燃烧器火焰有无的 On/Off 信号，并具有燃烧指导功能基本功能：1) 采用传像光纤和 CCD 摄像机直接观测燃烧器的火焰，提高了火焰检测的直观性，灵敏性，准确性和鉴别能力2) 运行人员可以直观，清晰地在中央控制室的大屏幕 CRT 上观察每个燃烧器的燃烧状态，及时进行燃烧调整，提高燃烧效率3) 采用计算机图像处理技术，可向运行人员提供丰富生动的火焰燃烧信息4) 准确可靠地输出每个燃烧器火焰 ON/OFF 的开关量信号，可以方便地与任一种类型的锅炉安全保护系统相连5) 采用伪彩色显示煤粉燃烧器火焰的温度场分布，运行人员根据温度场的分布可以判断燃烧状况及大致估计 NOX的生成6) 能够自动记录 24 小时的火焰图像并且可以按要求回放这个图像存贮功能不仅有助于事故追忆且用于分析燃烧工况，提高运行水平系统主要由火焰图像传感器，冷却风系统、视频信号分配器、火焰图像检测器、火焰图像监视管理系统、火焰图像录放系统、通讯模块七大部分组成4第二章第二章 装置构成装置构成2 2．．1 1 概述概述整套装置由火焰图像检测和可见光火焰检测两部分组成。
图像火检是依据图像信号对单个煤粉燃烧器火焰进行检测处理可见光火检是依据可见光信号对油枪火焰进行检测整套装置作为炉膛 FSSS 的重要组成部分，向 FSSS 和 DCS 系统发送火焰燃烧状况的判断信息图像火检主要由以下七部分组成火焰图像传感器冷却风系统视频信号分配器火焰图像检测器火焰图像监视管理系统火焰图像录放系统通讯模块各部分之间的关系见图 2-2:可见光火检主要有以下两部分组成图 2-2 图像火检系统图5可见光火检探头可见光火焰检测器可见光火检框图见图 2-32.2 火焰图像传感器火焰图像传感器图 2-4 火焰图像传感器由物镜，传像光纤、目镜、彩色 CCD、冷却部分组成图 2-4 为火焰图像传感器的实物外形,图中传感器底部为彩色 CCD 摄像机图 2-5 为火焰图像传感器安装在锅炉二次风口的情况对于 4 角切园,5 层燃烧器300MW 电站锅炉，共 20 个煤粉燃烧器系统为每个煤粉燃烧器和全炉膛火焰各配备一个火焰图像传感器，这样共有 21 路视频信号送入控制柜对于 4 角切圆,4 层燃烧器 200MW 电站锅炉，有 17 路视频信号送入控制柜，依此类推火焰图像传感器的光纤头部耐温不超过 200℃，因此必须对火焰图图 2-3 可见光火检系统图图 2-5 火焰图象传感器安装在锅炉上的情况¿É¼û¹â»ð¼ì̽ͷ¿É¼û¹â»ðÑæ¼ì²âÆ÷油枪On/Off信号6像传感器头部进行冷却。
对每个火焰图像传感器而言，冷却风量应大于 1.5m3/min ，风压不小于 200mmH2O2.3 冷却风系统冷却风系统为了保证火焰图像传感器和可见光火检传感器安全可靠运行，该设备配备了一套冷却风系统此系统由两台风机、空气过滤器、转换挡板、差压开关及控制柜组成详细说明见第四章2.4 视频信号分配器视频信号分配器每一路火焰图像传感器的视频信号需要送往 3 个部分： 监视管理系统、录放系统和层火焰图像检测器，为了提高视频信号的负载能力，采用了视频信号分配器视频信号分配器包含若干个“一分三”单元电路，将四个“一分三”单元电路组成一个模块，供一层使用，称之为视频分配器模块技术参数见附录 A2.5 图像火焰监视管理系统图像火焰监视管理系统此系统主要完成单燃烧器火焰图像和全炉膛火焰图像实时真彩色显示、伪彩色显示、燃烧器强度直方图、历史曲线、各燃烧器的状态显示等功能，并且对整套装置进行管理火焰图像监视管理系统由视频信号切换器、四画面切割器、彩色图像采集卡、工作站、共享器以及多串口通讯模块组成，系统框图如图 2-6图 2-6 图像火检监视管理系统框图72.5.1 视频信号切换器在工作站指令的控制下，实现对视频输入信号的按层切换。
技术参数见附录 B图 2-7 为视频信号切换器的实物图 2.5.2四画面切割器四画面切割器将四路彩色视频输入信号复合成一路彩色视频信号，送往图像采集卡通过 RS232 串行接口接受工作站指令，可进行活动画面及冻结当前画面方式切换能够检测到视频信号丢失并在画面上显示“Loss”或“L”提示信息通过其自身按键操作可以设定一定的提示字符详细信息可参见其使用说明书四画面切割器外形图见图 2-8，监控工作站通过其后面板上的 RS232 接口对其进行远程控制，实现前面板控制按钮的所有功能，同样的，操作者可以根据需要通过前面板实现手动操作 2.5.3 彩色图像采集卡彩色图像采集卡是基于微机 PCI 总线结构的彩色图像采集卡，它采用先进的数字解码方式，将标准输入的 PAL 制式、NTSC 制式、SECAM 制式的复合彩色图像视频信号和 S-Video 信号数字化，经解码后转换为适于图像处理的 RGB-24bit 格式的数字信息，然后通过 PCI 总线实时传送到 PC 机系统内存（或视频显示缓冲区） ，由工作站软件进行处理采集卡可接受 CVBS 视频信号或三路 S-Video 视频信号，在 LY2000 系统中，输入视频信号均为 CVBS 信号，其连接方式如图 2-9 所示。
图 2-7 视频信号切换器图 2-8 四画面切割器82.5.4 工作站工作站由性能优良的工控机构成，其主板必须支持主控方式的 PCI 和 ISA 插槽，用来配置图像采集卡和通讯卡具体需求可参见软件安装部分 2.5.5 多串口通讯模块采用多串口通讯模块为工作站与各层火焰图像检测器、视频信号切换器、四画面切割器之间交换信息提供硬件扩展其由控制卡和外部模块组成，通过 DB25 到DB25 电缆线连接，可扩展 8 个标准 RS232 接口控制卡安装在工作站插槽内，设定基地址为 C8000，中断号为 7IRQ-JP1 跳线为 [ON：安装跳线] SW1 （拨码开关设置）多串口通讯外部模块的电源由主机通过卡件连接电缆直接提供，不须使用外接电源图 2-9 图像采集卡信号输入连接示意图图 2-10 控制卡的 7 号中断设置图 2-11 控制卡的基地设置拔码开关753115131191四画面切割器视频输出录 像 机 视 频 输 出地线辅监输出1 2 3 4 5 6 7 8 9 OFF OFF OFF OFF ON OFF OFF OFF OFF1 2 3 4 5 6ON OFF ON ON ON ON92.6 层火焰图像检测器层火焰图像检测器层火焰图像检测器轮流对四角煤粉燃烧器火焰进行图像处理、识别，最终发出煤火焰有火无火的开关量报警信号。
详见附录 C 2.6.1 层火焰图像检测器的接口层火焰图像检测器的外观、后面板图如下：每四个煤粉燃烧器配备一个层火焰图像检测器 2.6.2 层火焰检测器层号的定义各层火焰图象检测器硬件相同，为区分各检测器层号，在层火焰检测器主板上有一个 8 位红色拨码开关 SW1层号由拨码开关定义层号定义如表 2-1表 2-1位号层号12345678图 2-12 层火焰图像检测器的外观及后面板图 2-13 红色拨码开关CN1CN2CN3FuseCN5CN41 2 3 4 5 6 7 8ON10A 号×××××OFFOFFOFF B 号×××××OFFOFFON C 号×××××OFFONOFF D 号×××××OFFONON E 号×××××ONOFFOFF F 号×××××ONOFFON11第三章第三章 传感器安装与调试传感器安装与调试3.13.1 火焰图像传感器工作原理火焰图像传感器工作原理火焰图像传感器是由前物镜、传像光纤、后物镜、彩色摄像机和冷却部分所组成前物镜视场角不小于 100°，耐温 200°为了防止火焰的高温辐射和烟气中灰焦的磨损，在物镜的前端装有耐高温、耐磨损的蓝宝石玻璃，可耐温 1400°。
传像光纤是由一万伍仟余根可以传递图像的单丝所组成每根单丝相当于图像中的一个像元，这样就可以把火焰图像由炉内传到炉外传像光纤具有柔韧性，可以弯曲后物镜(目镜)是将传像光纤传递的火焰图像聚焦到 CCD 摄像机的靶面上彩色 CCD摄像机用以将彩色图像转化成视频信号并通过同轴电缆将视频信号送出火焰图像传感器插在二次风道中，用以检测单个燃烧器的火焰传感器用风冷却3.2 火焰图像传感器结构传感器具体结构分为挠性和直杆两类：挠性传感器结构见图 3-1，特点是传感器内外套管均有挠性段可以摆动，它用于摆动燃烧器，其头部随燃烧器一起摆动±30°1）箱扣 2）CCD 盒盖 3）CCD 4）CCD 焦距调整螺套紧固螺钉 5）CCD 焦距调整螺套 6）连接套 7）紧固螺母 8）轴用挡圈 9）螺钉 10）螺钉 11）六角螺钉 12）弓形夹 13）传感器内套管 14）哈夫夹 15）锁紧螺母 16）按键 17）橡胶管 18）转轴 19）CCD 盒托盘图 3-1 挠性传感器结构图1）箱扣 2）CCD 盒盖 3）CCD 4）CCD 焦距调整螺套紧固螺钉 5）CCD 焦距调整螺套 6）连接套 7）紧固螺母 8）轴用挡圈 9）螺钉 10）螺钉 11）六角螺钉 12）弓形夹 13）传感器内套管 14）哈夫夹 15）锁紧螺母 16）按键 17）橡胶管 18）转轴 19）CCD 盒托盘图 3-2 直杆传感器结构图123.33.3 火焰图像传感器安装的基本原则火焰图像传感器安装的基本原则火焰图像传感器必须装在二次风道内。
摆动式燃烧器使用挠性火焰图像传感器，传感器从二次风口处缩回 50mm 而且焊牢在二次风口，与之一起摆动±30°角焊接时应采用断续焊,防止热变形过大非摆动式燃烧器使用直杆式火焰图像火检传感器，传感器缩入二次风口 50mm(在保证安全运行前提下尽量靠近二次风口)传感器安装应使其视角清楚地观测到距一次风口轴线方向约 300mm 以外的单个燃烧器火咀的整个火焰(包括未燃烧区、挥发份燃烧区、着火区、完全燃烧区)，如四角喷燃 300MW 锅炉，传感器光轴和燃烧器火咀轴线相交点距二次风口约为1700mm 左右，200MW 锅炉约为 1450mm 左右3.4 火检图像传感器冷却风管路冷却风管路联结见图 3-3，1）传感器 2）像胶管 3）塔形接头 4）球阀 5）过度接头图 3-3 冷却风管路联结图从每角气源母管至每个传感器间接通冷却风管，而且必须安装一个 2 ″球阀以便维修传感器时切断气源图 3-3 所示件 1、2。