引言
    火焰检测系统是火电厂炉膛安全保护系统(FSSS)的重要组成部分，张家口发电厂2号炉(东锅厂30OMW锅炉)安装了烟台龙源电力技术公司LY2O00-11图像火检系统，该系统采用光纤传像、燃烧理论、模式识别及图像处理等技术，以此实现对煤粉燃烧器以及油火焰信号的数字分析，发出单只燃烧器火焰有无的信号，并具有燃烧指导功能，可有效解决普通火检容易"偷看"火焰的问题。此外，该系统对油燃烧器的监控采用普通的可见光火检，这里不再赘述。
一、LY2O00-Ⅱ系统的组成和基本功能
1.1 系统组成
    该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、通讯模块等部分组成。
    (1)火焰图像传感器:由物镜，传像光纤、目镜、彩色CCD(摄像机)、冷却部分组成。2号机组锅炉6层燃烧器，共24个煤粉燃烧器。系统为每个煤粉燃烧器配备一个火焰图像传感器。
    (2)冷却风系统:由2台风机、空气过滤器、转换挡板、差压开关及控制柜组成、提供对火焰图像传感器的冷却风。
    (3)视频分配器:包含若干个"一分三"单元电路，将每一路火焰图像传感器的视频信号送往监视管理系统、录放系统和层火焰图像检测器。
    (4)火焰图像检测器:共6台，每台轮流对该层四角煤粉燃烧器火焰进行图像处理、识别，最终发出该层煤燃烧火焰有火无火的开关量信号，其判断参数可用工作站内的应用软件进行修改和下装。
    (5)火焰图像监视管理系统: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，其中，工作站(上位机)的主要作用是实现对锅炉内各层燃烧器煤燃烧火焰的实时监视、负责控制和管理视频分配器、四画面分割器和层火焰检测器等设备，接收和显示各层火焰检测器的数据结果。作为人机交互的监控终端直接由工程人员负责操作，提供给现场运行人员清晰的锅炉燃烧器状态和火焰检测信息。
    (6)火焰图像录放系统:由录像机和磁带构成，接收视频分配器传送过来的动态火焰图像，可自动记录24h的火焰图像并可按要求回放。
1.2 基本功能
    LY2O00-Ⅱ系统具有以下基本功能:(1)采用传像光纤和CCD摄像机直接观测燃烧器的火焰，火焰检测直观、灵敏，准确性和鉴别能力较强。(2)运行人员可直观、清晰地在主控室内放置的大屏幕CRT上观察每个燃烧器的实时燃烧状态，及时进行燃烧调整，提高燃烧效率。(3)采用计算机数宇化图像处理技术，准确可靠地输出每个燃烧器火焰"ON/OFF"的开关量信号，可方便地与任一种类型的锅炉安全保护系统相连。(4)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判断燃烧状况。(5)自动记录24h的火焰图像并可按要求回放，方便事故追忆。






二、工作原理
    层火焰检测器的工作原理见图1。
            

    从火焰图像传感器中传像光纤送来的火焰图像信号经CCD摄像机转化为视频信号。经视频处理器并转化为数字化的图像。CPU负责将数字化的图象信息按一定的判据体系进行计算，得出燃烧器火焰的ON/OFF信号和其他诊断信息。这些信息分别由串行通信方式送至上位机或由开关量输出进入FSSS，从而实现完全意义上的火检系统。每个层火焰检测器可同时处理4路视频信号，即可同时监视同层的4个燃烧器。
    在煤粉燃烧器附近，圆形的视野在矩形的CCD靶面上形成图2所示的图像。
          

    煤粉自视野右侧喷出，形成亮度较低的黑龙。然后随着温度的升高，开始着火并形成亮度较高的火焰。图像经数字化后形成横轴180像素，纵轴144像素的数字图像。像素的亮度等级为256级(0~255)。实际在计算着火与否的判据时为避免引入视野外噪声信号，采用的是视野圆形的内接矩形，即图2中由横轴上、下限，纵轴上、下限决定的矩形区域。区域的4个上、下限值需根据具体情况设定。
    该系统首先根据数字化图像计算火焰锋面的位置和火焰亮度，然后得出燃烧器着火与否的燃烧状况。火焰亮度和正常燃烧时火焰锋面的位置均采用高低2个阂值进行设定。

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