圖像火焰檢測器與間接輻射型火焰檢測器的技術性能對比

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1 概述

間接輻射型火焰檢測器就是目前在火力發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稱，是一種在技術及工藝制造方面都已非常成熟的產品。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品，它是采用數字視頻圖像識別技術開發的新型火焰檢測器產品。由于技術還不成熟，在大型火電機組中還很少做為FSS核心的滅火保護產品，僅在等離子點火、微油點火系統中略有應用。

2 現從以下幾個方面對這兩類產品的技術性能做以比較和分析。

2.1 工作原理不同

圖像火檢是根據數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。

間接輻射型火焰檢測是根據火焰燃料燃燒時輻射紅外線、可見光或紫外線的強度，以及火焰的脈動頻率的雙重特征，來對火焰的真實性進行識別，是目前應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墻與一次風道中心形成約40度左右的夾角時，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箱內，與二次風道中心線平行，監視區域基本上始終處于火焰包絡形狀的焰心位置，信號的穩定性好。

2.3 鑒別準確性和穩定性

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火焰識別，但圖像火檢的技術優勢由于技術還不成熟、運行的穩定性差導致還僅僅體現在理論上。

圖像火檢鑒別的穩定性低于間接輻射型火焰檢測器，這是因為火焰圖像形態是實時動態變化的，且基本上無變化規律和無法做出變化趨勢判斷，從而很難找到一個或者甚至幾個火焰圖像參照樣本適用于各種工況，因此，會經常性的發生識判無火信號，導致鍋爐誤跳閘。這是積于以下多種因素所致：

①鍋爐火焰圖像是一種實時動態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、火檢設備性能、探頭光纖損壞情況、爐型、鍋爐的燃燒特性、煤質、配風、負荷狀態、運行人員水平、設備質量等任何因素都會影響到火焰圖像的形態，即使在不同的負荷工況下，火焰的形態都會有很大差別。

②煤質變化大，中國火力發電機組受經濟環境影響大，往往實際燃燒的煤種與設計煤種都會不很大差別，圖像火檢對煤種變化的適應能力非常差，因此，煤質一變，原有的火焰參照樣本就不適用了，需要重新進行火檢調試。

③鍋爐結構和鍋爐的周邊環境影響探頭的準確安裝，圖像火檢對探頭的安裝角度精確度要求高，但受鍋爐結構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安裝，因此就不能監視到相對穩定的火焰圖像。

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

間接輻射型火焰檢測器鑒別的準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備運行的穩定性則遠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域的光輻射頻譜信號，它受鍋爐負荷、鍋爐的結構、煤質、光纖受損面積、積灰面積影響的適應能力非常強，火檢處理的是數字信息，因此數據的處理量遠遠少于圖像火檢數據的處理量，因此故障率遠遠低于圖像火檢，而且間接輻射型火焰檢測器準確性略低、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于應用主導地位的關鍵。

結語

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

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