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摘 要：本文根据作者长期以来从事FSSS系统设计、设备选型和工程调试总结的经验,并结合跟踪国内外火焰检测器技术发展水平的掌握,就两类产品的当前技术性能做了系统性的对比,并提出了自己的见解,希望能对新建或改造项目中的火检产品选型提供有益的参考.
关 键 词：图像火焰检测器；间接辐射型火焰检测器；火焰识别
中图分类号：TL413+.1文献标识码：A
1概述
间接辐射型火焰检测器就是目前在火力发电厂广泛使用的可见光、红外线及紫外线型火焰检测器的统称,是一种在技术及工艺制造方面都已非常成熟的产品.图像火焰检测器则是九十年代未才开始在火电厂试用的产品,它是采用数字视频图像识别技术开发的新型火焰检测器产品.由于技术还不成熟,在大型火电机组中还很少做为FSS核心的灭火保护产品,仅在等离子点火、微油点火系统中略有应用.
2现从以下几个方面对这两类产品的技术性能做以比较和分析.
2.1工作原理不同
图像火检是根据数字图像信号与火焰图像样本,采用模糊算法和相似性原理进行温度场梯度和与样本火焰图像相似性识别分析方法,来判断燃烧器火焰的建立与熄灭状态.
间接辐射型火焰检测是根据火焰燃料燃烧时辐射红外线、可见光或紫外线的强度,以及火焰的脉动频率的双重特征,来对火焰的真实性进行识别,是目前应用最为广泛的火焰检测器.
2.2安装方法
图像火检一般安装在侧墙与一次风道中心形成约40度左右的夹角时,才能采集到有效的火焰图像.
间接辐射型火焰检测器一般安装在二次风箱内,与二次风道中心线平行,监视区域基本上始终处于火焰包络形状的焰心位置,信号的稳定性好.
2.3鉴别准确性和稳定性
图像火检从理论上来讲由于采集了更加丰富的火焰信息,因此鉴别的准确性会比而间接辐射火焰检测器有很大提高.如果直观的比喻就是图像火检识别做的是面火焰识别且直观,而间接辐射型火焰检测器做的是点火焰识别,但图像火检的技术优势由于技术还不成熟、运行的稳定性差导致还仅仅体现在理论上.
图像火检鉴别的稳定性低于间接辐射型火焰检测器,这是因为火焰图像形态是实时动态变化的,且基本上无变化规律和无法做出变化趋势判断,从而很难找到一个或者甚至几个火焰图像参照样本适用于各种工况,因此,会经常性的发生识判无火信号,导致锅炉误跳闸.这是积于以下多种因素所致：
①锅炉火焰图像是一种实时动态变化的图像而非人脸基本那样固定不变的,火检探头安装角度、火检设备性能、探头光纤损坏情况、炉型、锅炉的燃烧特性、煤质、配风、负荷状态、运行人员水平、设备质量等任何因素都会影响到火焰图像的形态,即使在不同的负荷工况下,火焰的形态都会有很大差别.
②煤质变化大,中国火力发电机组受经济环境影响大,往往实际燃烧的煤种与设计煤种都会不很大差别,图像火检对煤种变化的适应能力非常差,因此,煤质一变,原有的火焰参照样本就不适用了,需要重新进行火检调试.
③锅炉结构和锅炉的周边环境影响探头的准确安装,图像火检对探头的安装角度精确度要求高,但受锅炉结构和锅炉周边障碍物干涉的影响,图像火检探头不能做到精准安装,因此就不能监视到相对稳定的火焰图像.
④图像火检有时不能做到全工况投入尤其是在锅炉刚点火阶段时,由于炉膛烟大,图像火检经常会做出误判.
间接辐射型火焰检测器鉴别的准确性与图像火检相比的确差一些,但间接辐射型火焰检测器设备运行的稳定性则远高于图像火焰检测器,这是由于间接辐射型火焰检测器采集的火焰焰心初始燃烧区域的光辐射频谱信号,它受锅炉负荷、锅炉的结构、煤质、光纤受损面积、积灰面积影响的适应能力非常强,火检处理的是数字信息,因此数据的处理量远远少于图像火检数据的处理量,因此故障率远远低于图像火检,而且间接辐射型火焰检测器准确性略低、偷看相对图像火检略高的不足方面完全可以通过软件逻辑闭锁解决,这正是间接辐射型火焰检测器长期以来始终占据于应用主导地位的关键.
结语
图像火焰检测器价格高,但性价比低,图像火焰检测器应具有的双重功能优势并没有发挥出来.但相信随着图像火检技术的日趋完善,性价比的逐渐提高,未来广泛使用将成为可能,这需要一段长时间的等待.在实现FSSS所需要的基本功能方面,无论技术的成熟度、性能价格比以及设备运行的稳定性方面间接辐射型火焰检测器均优于图像火焰检测器,因此间接辐射型火焰检测器仍是目前火检产品的首选.