專利名稱：電廠凝汽器膠球清洗自動(dòng)監(jiān)測(cè)裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種凝汽器清洗用的監(jiān)測(cè)裝置，特別是一種用于檢査電 廠凝汽器膠球清洗裝置循環(huán)管路中的膠球數(shù)量及其磨損情況的自動(dòng)監(jiān)測(cè)裝置。
背景技術(shù)：
目前，電廠在發(fā)電過程中，需要經(jīng)常對(duì)凝汽器進(jìn)行清洗，以防止凝汽器 冷卻管壁出現(xiàn)污垢影響凝汽器換熱效率，造成機(jī)組真空度降低，增加發(fā)電煤 耗，管壁若出現(xiàn)結(jié)垢堵塞，將會(huì)嚴(yán)重影響清洗裝置正常運(yùn)行。大多數(shù)電廠對(duì) 凝汽器結(jié)垢的清洗主要是采用凝汽器膠球清洗裝置，凝汽器膠球清洗裝置是 由收球網(wǎng)、膠球輸送泵、裝球室、控制器、膠球及循環(huán)管路等部件組成的。 它周期性地以高壓水將大于凝汽器冷卻管內(nèi)徑的清潔膠球擠過冷卻管，對(duì)冷 卻管進(jìn)行反復(fù)擦洗，清洗凝汽器冷卻管內(nèi)污垢并帶出雜質(zhì)。從而可以達(dá)到延 長(zhǎng)冷卻管使用壽命、提高發(fā)電廠經(jīng)濟(jì)效益、保障設(shè)備安全運(yùn)行的目的。
現(xiàn)有國(guó)內(nèi)最好的膠球清洗裝置也只能保證95%的收球率，而膠球清洗裝 置清潔效果能否達(dá)到最佳，依賴于膠球個(gè)數(shù)是否足量、膠球半徑是否夠大。 由于機(jī)械裝置的不完備性，膠球清洗裝置總會(huì)由于這樣或那樣的原因，導(dǎo)致 清洗過程中膠球的堵塞，出現(xiàn)丟球現(xiàn)象，或者造成膠球磨損，這些都直接影 響了換熱效果。目前，國(guó)內(nèi)電廠中大都采用定期人工檢査的方法判斷是否需 要加球或換球，該方法費(fèi)時(shí)、費(fèi)力，誤差較大。因此，為提高電廠的經(jīng)濟(jì)效 益以及自動(dòng)化水平，專利公報(bào)公開了公告號(hào)為CN2553246Y的"智能化凝汽器膠球清洗裝置"，它是在已有的膠球清洗裝置上增設(shè)了用信號(hào)電纜相連的壓 力壓差變送器、溫度測(cè)量變送器、污垢熱阻監(jiān)測(cè)儀、多媒體計(jì)算機(jī)。該裝置 通過實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)冷凝管的結(jié)垢狀態(tài)，根據(jù)結(jié)垢引起的經(jīng)濟(jì)損失、清洗費(fèi)用等綜 合因素，計(jì)算出最佳清洗周期，降低了勞動(dòng)強(qiáng)度，使凝汽器始終處于高效運(yùn) 行狀態(tài)，但仍無法解決對(duì)現(xiàn)有膠球清洗裝置的膠球回收數(shù)量進(jìn)行檢査和對(duì)膠 球磨損程度進(jìn)行檢測(cè)的難題。
據(jù)報(bào)導(dǎo)，國(guó)外對(duì)膠球數(shù)量監(jiān)測(cè)已經(jīng)進(jìn)行了研究如德國(guó)Taprogge(達(dá)極) 公司研發(fā)了對(duì)通過膠球計(jì)數(shù)的膠球回收自動(dòng)監(jiān)測(cè)器，在原有的膠球清洗設(shè)備 膠球泵與裝球室之間配置紅外傳感器，每個(gè)膠球通過時(shí)都會(huì)給紅外傳感器一 個(gè)脈沖觸發(fā)信號(hào)，進(jìn)而達(dá)到對(duì)膠球計(jì)數(shù)的目的。另外，還開發(fā)了利用膠球流 速與冷凝水流速比值的變化來檢測(cè)管道內(nèi)部清洗程度的膠球清洗效果監(jiān)測(cè) 器。國(guó)內(nèi)有的發(fā)電廠已經(jīng)在其發(fā)電機(jī)組上全套更換德國(guó)Taprogge公司的膠球 清洗裝置。如日本Hitachi(日立)公司在其日立回顧(Vol. 54 (2005),No.3) 刊物中發(fā)表了一篇題為《高性能凝汽器管道清洗系統(tǒng)一先進(jìn)的膠球回收技術(shù)》 的文章，對(duì)原先的膠球清洗裝置進(jìn)行了一系列的內(nèi)部機(jī)械改造，增設(shè)有拍打 式膠球過濾器以及球-污垢分離器，研制出新結(jié)構(gòu)的膠球清洗裝置，膠球回收 率基本上達(dá)到了 100%。但是上述國(guó)外產(chǎn)品普遍存在無法自動(dòng)檢測(cè)膠球磨損 程度的問題。盡管如此，因這兩家公司的產(chǎn)品在我國(guó)都是按照整套的清洗系 統(tǒng)出售，不單獨(dú)出售系統(tǒng)中的膠球回收自動(dòng)監(jiān)測(cè)器或拍打式膠球過濾器等部 件，故不僅購(gòu)價(jià)相當(dāng)昂貴，而且電廠還不得不換掉并未完全失效的其它清洗 裝置，造成了極大的資源浪費(fèi)。
實(shí)用新型內(nèi)容
本實(shí)用新型的目的是提供一種電廠凝汽器膠球清洗自動(dòng)監(jiān)測(cè)裝置，它有效地克服現(xiàn)有裝置存在的檢査回收膠球數(shù)量和檢測(cè)膠球磨損困難等問題，其 結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，設(shè)計(jì)合理，操作方便，能實(shí)現(xiàn)自動(dòng)監(jiān)測(cè)循環(huán)管路中的回收膠球的 數(shù)量及其膠球磨損程度，顯著提高凝汽器的清洗質(zhì)量，降低工作人員勞動(dòng)強(qiáng) 度，以期達(dá)到最佳的清洗效果。
本實(shí)用新型的目的是這樣實(shí)現(xiàn)的該裝置包括通過兩端法蘭與膠球清洗 裝置的膠球循環(huán)管道連接的殼體及其監(jiān)測(cè)控制回路，其技術(shù)要點(diǎn)是所述殼 體側(cè)壁封裝透明視窗，所述監(jiān)測(cè)控制回路的圖像采集單元中的攝像機(jī)或視頻 頭設(shè)置在正對(duì)殼體透明視窗的一側(cè)，并使攝像機(jī)或視頻頭的拍攝鏡頭中心線 垂直于所述透明視窗所在的平面，在殼體透明視窗四周的有利于拍攝的照明 位置設(shè)置燈源，將攝像機(jī)或視頻頭采集到的按時(shí)間順序存儲(chǔ)的膠球連續(xù)圖像 傳輸?shù)剿霰O(jiān)測(cè)控制回路的計(jì)算機(jī)控制的圖像處理單元進(jìn)行處理分析，實(shí)時(shí) 判斷回收膠球的數(shù)量及其磨損程度，利用所述監(jiān)測(cè)控制回路的報(bào)警顯示單元 顯示檢測(cè)結(jié)果。
所述監(jiān)測(cè)控制回路的圖像采集單元的攝像機(jī)或視頻頭采集到的按時(shí)間順 序存儲(chǔ)的膠球連續(xù)圖像，傳輸?shù)奖O(jiān)測(cè)控制回路的計(jì)算機(jī)控制的圖像處理單元， 將按時(shí)間順序存儲(chǔ)的膠球連續(xù)圖像通過圖像拼接模塊去除每?jī)煞樞蛳噜張D 像之間的重復(fù)部分，再由圖像預(yù)處理模塊去除噪聲，經(jīng)圖像分割模塊得到目 標(biāo)明確的分割圖像，然后通過膠球定位模塊進(jìn)行膠球位置定位，即獲得膠球 的數(shù)量及其磨損程度，利用報(bào)警顯示單元顯示檢測(cè)結(jié)果。
由于本實(shí)用新型無需更換現(xiàn)有電廠凝汽器的膠球清洗裝置，只是在原膠 球清洗裝置的循環(huán)管路中，將該裝置的殼體通過其兩端的法蘭組裝在膠球泵 與帶有收球網(wǎng)的收球室之間，就能獲得每一個(gè)供給裝球室的回收膠球的數(shù)量 及其磨損程度的圖像，再經(jīng)監(jiān)測(cè)控制回路的計(jì)算機(jī)控制的圖像處理單元處理分析，即可利用報(bào)警顯示單元顯示檢測(cè)結(jié)果，所以其結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，設(shè)計(jì)合理， 操作方便，不僅能夠解決進(jìn)口產(chǎn)品不單獨(dú)出售系統(tǒng)中的膠球回收自動(dòng)監(jiān)測(cè)器 等部件，所造成極大的資源浪費(fèi)的缺陷，而且可以有效地克服現(xiàn)有裝置存在 的檢查回收膠球數(shù)量和檢測(cè)膠球磨損困難等問題。因該裝置的圖像采集單元 中的攝像機(jī)垂直于殼體透明視窗的所在平面，故在保證拍攝環(huán)境亮度的燈源 配合下，很容易通過由攝像機(jī)采集到的按時(shí)間順序存儲(chǔ)的膠球連續(xù)圖像傳輸 到監(jiān)測(cè)控制回路的計(jì)算機(jī)中的圖像處理單元進(jìn)行處理分析，并利用報(bào)警顯示 單元顯示檢測(cè)結(jié)果。因此，使用該裝置顯著提高凝汽器的清洗質(zhì)量，降低工 作人員勞動(dòng)強(qiáng)度，以期達(dá)到最佳的清洗效果，明顯地提高發(fā)電機(jī)組的真空， 有效地減少汽輪機(jī)排汽損失，降低汽輪機(jī)的汽耗率，推進(jìn)節(jié)能降耗工作的進(jìn) 一步開展。以下結(jié)合附圖對(duì)本實(shí)用新型作進(jìn)一步描述。


圖1是本實(shí)用新型的使用狀態(tài)示意圖。
圖2是本實(shí)用新型的一種具體結(jié)構(gòu)示意圖。
圖中序號(hào)說明l凝汽器、2膠球噴嘴、3循環(huán)水泵、4帶有收球網(wǎng)的收 球室、5監(jiān)測(cè)裝置、6膠球泵、7膠球輸送管道、8裝球室、膠球輸送管道9、 圖像采集單元10、燈源11、攝像機(jī)12、透明視窗13、膠球14、法蘭15、圖 像處理單元16、圖像拼接模塊17、圖像預(yù)處理模塊18、圖像分割模塊19、 膠球定位模塊20、報(bào)警顯示單元21、顯示屏22、揚(yáng)聲器23。
具體實(shí)施方式
根據(jù)
圖1和實(shí)施方式詳細(xì)說明本實(shí)用新型的具體結(jié)構(gòu)。該裝置包括通過 兩端法蘭15與現(xiàn)有膠球清洗裝置中的膠球循環(huán)管道7連接的殼體及其監(jiān)測(cè)控制回路?，F(xiàn)有凝汽器1的膠球清洗裝置一般都由帶有收球網(wǎng)的收球室4、膠
球泵6、膠球循環(huán)管道7、裝球室8、膠球噴嘴2等部件組成。它借助高壓水 流的作用將大于凝汽器1冷卻管內(nèi)徑的清潔膠球擠過冷卻管，對(duì)冷卻管進(jìn)行 反復(fù)擦洗，清洗凝汽器冷卻管內(nèi)污垢并帶出雜質(zhì)。
該監(jiān)測(cè)裝置5的位置就設(shè)置在膠球泵6與帶有收球網(wǎng)的收球室4之間， 以保證此監(jiān)測(cè)裝置能觀測(cè)到每一個(gè)供給裝球室的回收膠球的數(shù)量及其膠球磨 損程度。其中殼體及其兩端法蘭15的規(guī)格、形狀應(yīng)根據(jù)實(shí)際使用要求確定。 在殼體的側(cè)壁封裝由透明光學(xué)玻璃或其它透明材料構(gòu)成的透明視窗13。攝像 機(jī)或視頻頭12設(shè)置在正對(duì)殼體透明視窗13的一側(cè)，并使攝像機(jī)或視頻頭12 的拍攝鏡頭中心線垂直于殼體透明視窗13所在的平面，拍攝焦距可調(diào)。在殼 體透明視窗13四周的有利于拍攝的照明位置設(shè)置燈源11。將攝像機(jī)或視頻 頭12采集到的按時(shí)間順序存儲(chǔ)的膠球連續(xù)圖像傳輸?shù)接?jì)算機(jī)控制的圖像處 理單元16進(jìn)行處理分析。
監(jiān)測(cè)控制回路基本上由三大單元組成即圖像采集單元IO、計(jì)算機(jī)控制 的圖像處理單元16、報(bào)警顯示單元21。其中-
圖像采集單元10包括組裝在膠球循環(huán)管道9中的殼體的透明視窗13、 燈源11、攝像機(jī)或視頻頭12等件。
圖像處理單元16在優(yōu)選情況下可由四大模塊構(gòu)成即圖像拼接模塊17、 圖像預(yù)處理模塊18、圖像分割模塊19、膠球定位模塊20。其中圖像拼接模 塊17采用圖像拼接算法，將攝像機(jī)或視頻頭12采集到的按時(shí)間順序存儲(chǔ)的 膠球連續(xù)圖像進(jìn)行處理，去除相鄰兩幅連續(xù)圖像之間的重復(fù)部分，以保證連 續(xù)圖像不缺失，消除連續(xù)兩幅圖像之間搭界位置的重復(fù)圖像；圖像預(yù)處理模塊18通過灰度變換、均值濾波等一系列預(yù)處理過程去除噪聲；圖像分割模塊 19采用基于最小誤差分割法的灰度圖二值化變換對(duì)預(yù)處理除噪后的圖像進(jìn) 行分割，得到目標(biāo)明確的分割圖像；然后利用膠球定位模塊20的二值圖像投 影變換，進(jìn)行膠球位置定位，實(shí)時(shí)判斷回收膠球的數(shù)量及磨損程度等信息。
報(bào)警顯示單元21由顯示屏22和揚(yáng)聲器23組成。報(bào)警顯示單元21由顯 示屏22和揚(yáng)聲器23組成。該顯示屏22是一個(gè)具有顯示屏面的彩色顯示單元， 可顯示膠球數(shù)量及磨損程度等信息。此外還能顯示供工作人員査證的歷史記 錄。該揚(yáng)聲器23具有產(chǎn)生語音消息的能力，用于在膠球數(shù)量或磨損程度達(dá)到 報(bào)警限額時(shí)，發(fā)出報(bào)警提醒信號(hào)。
監(jiān)測(cè)控制回路的控制原理是圖像采集單元10的攝像機(jī)或視頻頭12采 集到的按時(shí)間順序存儲(chǔ)的膠球連續(xù)圖像，傳輸?shù)接?jì)算機(jī)控制的圖像處理單元 16的圖像拼接模塊17去除每?jī)煞樞蛳噜張D像之間的重復(fù)部分，再由圖像 預(yù)處理模塊18去除噪聲，經(jīng)圖像分割模塊19得到目標(biāo)明確的分割圖像，然 后通過膠球定位模塊20進(jìn)行膠球位置定位，即獲得膠球的數(shù)量及其磨損程 度，利用報(bào)警顯示單元21顯示檢測(cè)結(jié)果。最后利用監(jiān)測(cè)控制回路的報(bào)警顯示 單元顯示回收膠球的數(shù)量及磨損程度等檢測(cè)結(jié)果。
權(quán)利要求1、一種電廠凝汽器膠球清洗自動(dòng)監(jiān)測(cè)裝置，包括通過兩端法蘭與膠球清洗裝置的膠球循環(huán)管道連接的殼體及其監(jiān)測(cè)控制回路，其特征在于所述殼體側(cè)壁封裝透明視窗，所述監(jiān)測(cè)控制回路的圖像采集單元中的攝像機(jī)或視頻頭設(shè)置在正對(duì)殼體透明視窗的一側(cè)，并使攝像機(jī)或視頻頭的拍攝鏡頭中心線垂直于所述殼體透明視窗所在的平面，在殼體透明視窗四周的有利于拍攝的照明位置設(shè)置燈源，將攝像機(jī)或視頻頭采集到的按時(shí)間順序存儲(chǔ)的膠球連續(xù)圖像傳輸?shù)剿霰O(jiān)測(cè)控制回路的計(jì)算機(jī)控制的圖像處理單元進(jìn)行處理分析，實(shí)時(shí)判斷回收膠球的數(shù)量及其磨損程度，利用所述監(jiān)測(cè)控制回路的報(bào)警顯示單元顯示檢測(cè)結(jié)果。
2、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的電廠凝汽器膠球清洗自動(dòng)監(jiān)測(cè)裝置，其特征在 于所述監(jiān)測(cè)控制回路的圖像采集單元的攝像機(jī)或視頻頭采集到的按時(shí)間順 序存儲(chǔ)的膠球連續(xù)圖像，傳輸?shù)奖O(jiān)測(cè)控制回路的計(jì)算機(jī)控制的圖像處理單元， 將按時(shí)間順序存儲(chǔ)的膠球連續(xù)圖像通過圖像拼接模塊去除每?jī)煞樞蛳噜張D 像之間的重復(fù)部分，再由圖像預(yù)處理模塊去除噪聲，經(jīng)圖像分割模塊得到目 標(biāo)明確的分割圖像，然后通過膠球定位模塊進(jìn)行膠球位置定位，即獲得膠球 的數(shù)量及其磨損程度，利用報(bào)警顯示單元顯示檢測(cè)結(jié)果。
專利摘要一種電廠凝汽器膠球清洗自動(dòng)監(jiān)測(cè)裝置，包括殼體及監(jiān)測(cè)控制回路，其技術(shù)要點(diǎn)是殼體側(cè)壁封裝透明視窗，監(jiān)測(cè)控制回路的圖像采集單元中的攝像機(jī)或視頻頭設(shè)置在正對(duì)殼體透明視窗的一側(cè)，并使攝像機(jī)或視頻頭的拍攝鏡頭中心線垂直于透明視窗所在的平面，在視窗四周設(shè)置燈源，攝像機(jī)或視頻頭采集到的按時(shí)間順序存儲(chǔ)的膠球連續(xù)圖像傳輸?shù)奖O(jiān)測(cè)控制回路的計(jì)算機(jī)控制的圖像處理單元進(jìn)行處理分析，實(shí)時(shí)判斷回收膠球的數(shù)量及其磨損程度，利用報(bào)警顯示單元顯示檢測(cè)結(jié)果。它結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，設(shè)計(jì)合理，操作方便，能實(shí)現(xiàn)自動(dòng)監(jiān)測(cè)循環(huán)管路中的回收膠球的數(shù)量及其膠球磨損程度，顯著提高凝汽器的清洗質(zhì)量，降低工作人員勞動(dòng)強(qiáng)度，以期達(dá)到最佳的清洗效果。
文檔編號(hào)F28G1/00GK201163168SQ20082001032
公開日2008年12月10日 申請(qǐng)日期2008年1月18日 優(yōu)先權(quán)日2008年1月18日
發(fā)明者智 李, 王祥鳳, 鄭維平 申請(qǐng)人:沈陽(yáng)工程學(xué)院