圖像火焰檢測器與間接輻射型火焰檢測器的技術(shù)性能對比

（1.哈爾濱中能控制工程有限公司，黑龍江 哈爾濱 150060；2.哈爾濱第一機(jī)械集團(tuán)六分廠，黑龍江 哈爾濱 150036）

1 概述

間接輻射型火焰檢測器就是目前在火力發(fā)電廠廣泛使用的可見光、紅外線及紫外線型火焰檢測器的統(tǒng)稱，是一種在技術(shù)及工藝制造方面都已非常成熟的產(chǎn)品。圖像火焰檢測器則是九十年代未才開始在火電廠試用的產(chǎn)品，它是采用數(shù)字視頻圖像識別技術(shù)開發(fā)的新型火焰檢測器產(chǎn)品。由于技術(shù)還不成熟，在大型火電機(jī)組中還很少做為FSS核心的滅火保護(hù)產(chǎn)品，僅在等離子點(diǎn)火、微油點(diǎn)火系統(tǒng)中略有應(yīng)用。

2 現(xiàn)從以下幾個(gè)方面對這兩類產(chǎn)品的技術(shù)性能做以比較和分析。

2.1 工作原理不同

圖像火檢是根據(jù)數(shù)字圖像信號與火焰圖像樣本，采用模糊算法和相似性原理進(jìn)行溫度場梯度和與樣本火焰圖像相似性識別分析方法，來判斷燃燒器火焰的建立與熄滅狀態(tài)。

間接輻射型火焰檢測是根據(jù)火焰燃料燃燒時(shí)輻射紅外線、可見光或紫外線的強(qiáng)度，以及火焰的脈動頻率的雙重特征，來對火焰的真實(shí)性進(jìn)行識別，是目前應(yīng)用最為廣泛的火焰檢測器。

2.2 安裝方法

圖像火檢一般安裝在側(cè)墻與一次風(fēng)道中心形成約40度左右的夾角時(shí)，才能采集到有效的火焰圖像。

間接輻射型火焰檢測器一般安裝在二次風(fēng)箱內(nèi)，與二次風(fēng)道中心線平行，監(jiān)視區(qū)域基本上始終處于火焰包絡(luò)形狀的焰心位置，信號的穩(wěn)定性好。

2.3 鑒別準(zhǔn)確性和穩(wěn)定性

圖像火檢從理論上來講由于采集了更加豐富的火焰信息，因此鑒別的準(zhǔn)確性會比而間接輻射火焰檢測器有很大提高。如果直觀的比喻就是圖像火檢識別做的是面火焰識別且直觀，而間接輻射型火焰檢測器做的是點(diǎn)火焰識別，但圖像火檢的技術(shù)優(yōu)勢由于技術(shù)還不成熟、運(yùn)行的穩(wěn)定性差導(dǎo)致還僅僅體現(xiàn)在理論上。

圖像火檢鑒別的穩(wěn)定性低于間接輻射型火焰檢測器，這是因?yàn)榛鹧鎴D像形態(tài)是實(shí)時(shí)動態(tài)變化的，且基本上無變化規(guī)律和無法做出變化趨勢判斷，從而很難找到一個(gè)或者甚至幾個(gè)火焰圖像參照樣本適用于各種工況，因此，會經(jīng)常性的發(fā)生識判無火信號，導(dǎo)致鍋爐誤跳閘。這是積于以下多種因素所致：

①鍋爐火焰圖像是一種實(shí)時(shí)動態(tài)變化的圖像而非人臉基本那樣固定不變的，火檢探頭安裝角度、火檢設(shè)備性能、探頭光纖損壞情況、爐型、鍋爐的燃燒特性、煤質(zhì)、配風(fēng)、負(fù)荷狀態(tài)、運(yùn)行人員水平、設(shè)備質(zhì)量等任何因素都會影響到火焰圖像的形態(tài)，即使在不同的負(fù)荷工況下，火焰的形態(tài)都會有很大差別。

②煤質(zhì)變化大，中國火力發(fā)電機(jī)組受經(jīng)濟(jì)環(huán)境影響大，往往實(shí)際燃燒的煤種與設(shè)計(jì)煤種都會不很大差別，圖像火檢對煤種變化的適應(yīng)能力非常差，因此，煤質(zhì)一變，原有的火焰參照樣本就不適用了，需要重新進(jìn)行火檢調(diào)試。

③鍋爐結(jié)構(gòu)和鍋爐的周邊環(huán)境影響探頭的準(zhǔn)確安裝，圖像火檢對探頭的安裝角度精確度要求高，但受鍋爐結(jié)構(gòu)和鍋爐周邊障礙物干涉的影響，圖像火檢探頭不能做到精準(zhǔn)安裝，因此就不能監(jiān)視到相對穩(wěn)定的火焰圖像。

④圖像火檢有時(shí)不能做到全工況投入尤其是在鍋爐剛點(diǎn)火階段時(shí)，由于爐膛煙大，圖像火檢經(jīng)常會做出誤判。

間接輻射型火焰檢測器鑒別的準(zhǔn)確性與圖像火檢相比的確差一些，但間接輻射型火焰檢測器設(shè)備運(yùn)行的穩(wěn)定性則遠(yuǎn)高于圖像火焰檢測器，這是由于間接輻射型火焰檢測器采集的火焰焰心初始燃燒區(qū)域的光輻射頻譜信號，它受鍋爐負(fù)荷、鍋爐的結(jié)構(gòu)、煤質(zhì)、光纖受損面積、積灰面積影響的適應(yīng)能力非常強(qiáng)，火檢處理的是數(shù)字信息，因此數(shù)據(jù)的處理量遠(yuǎn)遠(yuǎn)少于圖像火檢數(shù)據(jù)的處理量，因此故障率遠(yuǎn)遠(yuǎn)低于圖像火檢，而且間接輻射型火焰檢測器準(zhǔn)確性略低、偷看相對圖像火檢略高的不足方面完全可以通過軟件邏輯閉鎖解決，這正是間接輻射型火焰檢測器長期以來始終占據(jù)于應(yīng)用主導(dǎo)地位的關(guān)鍵。

結(jié)語

圖像火焰檢測器價(jià)格高，但性價(jià)比低，圖像火焰檢測器應(yīng)具有的雙重功能優(yōu)勢并沒有發(fā)揮出來。但相信隨著圖像火檢技術(shù)的日趨完善，性價(jià)比的逐漸提高，未來廣泛使用將成為可能，這需要一段長時(shí)間的等待。在實(shí)現(xiàn)FSSS所需要的基本功能方面，無論技術(shù)的成熟度、性能價(jià)格比以及設(shè)備運(yùn)行的穩(wěn)定性方面間接輻射型火焰檢測器均優(yōu)于圖像火焰檢測器，因此間接輻射型火焰檢測器仍是目前火檢產(chǎn)品的首選。

[1]何萬青，黃锏，沈愛國，吳強(qiáng)，張銀橋，趙鐵成.基于DSP和數(shù)字視頻技術(shù)的圖像火焰檢測系統(tǒng)[J].中國電力，2000.