項目背景
硫酸沸騰爐作為制酸工藝流程中至關重要的設備之一，在生產二氧化硫氣體的過程中，會在底部向燃燒室鼓入大量助燃空氣，在硫鐵礦粉從進料口倒入時會在第二倒錐形區產生大量粉塵，導致無法通過肉眼觀測沸騰層新加入原料的燃燒情況。為實現沸騰爐內沸騰層處硫鐵礦粉末沸騰燃燒狀態可見，我們公司將建設一套爐內紅外監控系統，將高溫紅外熱成像儀伸進爐內實時探測沸騰層，通過高溫網線和光纖的把設備檢測到的數據實時傳輸至后端系統進行成像顯示，以此實現對硫鐵礦粉末燃燒狀態的實時監測與判定，在提高生產效率的同時也可減小能源的損耗，為工廠走向智能化發展邁出關鍵一步。
系統概述
沸騰爐爐內在線監控系統基于紅外熱成像原理，因爐內高塵、高溫的特性，設備采用進口非制冷型焦平面紅外探測器，通過公司自主研發DDE算法，可消除部分粉塵的干擾，以此保障成像畫面的清晰度以及探測器的穩定性。護罩前窗采用定制耐高溫碳膜鍺片，可承受1800℃以上的高溫侵蝕，同時有效防止粉塵內的顆粒物對鏡片外表的劃傷。鏡頭刮掃裝置用于對鏡頭前的灰塵進行清理，以免灰塵堆積影響畫面清晰度。高溫電動隔離裝置、自動進入/退出裝置、溫度傳感器和壓力傳感器作為安全裝置，在出現護罩內部溫度過高或者壓力過大時啟動自動保護功能，及時將設備退出，避免造成設備損壞。同時可手動調節設備進出，在需要進行紅外熱成像儀和高溫鏡頭維護和更換工作時，沸騰爐無需停工，在不影響正常生產的情況下完成更換、維護工作，解決后期維護難的問題。設備通過網絡數據傳輸圖像信息，現場需使用高溫網線連接光電交換機，通過光纖傳輸至主控室內。
系統功能
沸騰爐料面紅外監控設備前窗采用高溫耐磨鍺片、高溫鏡頭和特制耐高溫防護罩，后端平臺使用定制化服務軟件，實現在極端環境對沸騰層硫鐵礦粉燃燒狀態的有效觀測。
系統特點
1）?先進的探測器技術
紅外探測器為熱像儀中的核心器件，其性能、可靠性以及可維護性為整個熱像儀系統中最關鍵的部分。采用法國進口ULIS 384*288、17μm 非制冷焦平面探測器，該探測器性能成熟、穩定性高，已被廣泛應用于冶金、煤礦、電力等工業場景。
2）?全實時成像
熱像儀輸出圖像場頻最高可達 50 幀/秒，畫面實時播放無拖尾、無跳幀，保證能在有效探測距離內，清晰分辨物體輪廓、外型特征，滿足狀態分析的要求。
3）數字圖像增強（?DDE ）
系統采用紅外數字圖像細節增強（DDE）技術，用高速處理器先對原始目標信息進行分析，提取出有用灰度信息分布和無用灰度信息分布，然后大比例壓縮無用信息灰度，小比例壓縮甚至拉伸有用信息灰度，得到接近實際層次豐富的圖像。
DDE細節增強前、后的對比
4）智能均勻性校正技術
熱像儀非均勻校正是影響圖像性能的主要問題，我公司采用智能均勻性校正技術，不但能達到良好的效果，同時，大大的減少熱像儀校正次數，減輕校正結構的疲勞程度，有效地提高了熱像儀長時間工作的可靠性
5）全面的可靠性保證
除了通過獨特的鏡頭設計及控制算法、智能均勻性校正技術來提高系統機械結構的可靠性。同時，設計了電源保護、高溫保護等電路系統，有效地提高了熱像儀的電氣可靠性。溫度健康診斷系統由網絡傳輸系統、視頻數據存儲系統、遠程監控管理系統、監控中心顯示系統等構成。以紅外測溫系統為主導，實現監控中心對前端設備進行遠程集中監控和管理；同時能夠將圖像監控、分析與自動報警相匹配，并通過數字傳輸網絡實現對溫度數據采集、分析、高溫點定位、自動報警等功能。
紅外熱像儀外觀
- 感應波長：8μm～14μm
- 分辨率：384*288
- 最大幀頻：50Hz
- 探測器類型：非制冷焦平面。
- 工作溫度：-10℃-+60℃
- 測溫范圍：120℃-1200℃
- 視場角：水平視角≧90°，垂直視角≧68°
- 數據接口：以太網，具備IP67的防護能力
- 現場冷卻氣體
- 冷卻介質：連續的工業,需設備自帶穩壓氣罐與過濾裝置
- 介質壓力：4Mpa≤壓力≤0.9Mpa
- 介質溫度：≤48℃(夏季)
- 現場冷卻水源
- 冷卻介質：可提供工業軟水或凈水。
- 介質壓力：2Mpa≤壓力≤0.6Mpa
- 介質溫度：≤48℃
- 供電電源
- 供電電壓：AC 220V±5% ?50Hz
后端監控平臺軟件
軟件主界面具備實時預覽功能，同時包括熱像儀外殼溫度、冷卻水壓力、氮氣壓力、鏡頭溫度等數據，并且可通過對以上數據進行閾值設定。當系統檢測到其中一項數據超過設定預警值時，系統產生告警信號，通知現場技術人員，與此同時自動退出裝置將紅外熱像儀和鏡頭進行回退操作，避免設備損壞。
