一种循环流化床锅炉断煤检测装置及检测方法.pdf

摘要
申请专利号：	CN201410604626.3	申请日：	2014.10.31
公开号：	CN104483714A	公开日：	2015.04.01
当前法律状态：	授权	有效性：	有权
法律详情：	授权\|\|\|实质审查的生效IPC(主分类):G01V 9/00申请日:20141031\|\|\|公开
IPC分类号：	G01V9/00; F23C10/18	主分类号：	G01V9/00
申请人：	杭州杭锅电气科技有限公司
发明人：	赵玮; 胡光亚; 薛勇; 沈斌
地址：	310000浙江省杭州市江干区大农港路1216号
优先权：
专利代理机构：	杭州杭诚专利事务所有限公司33109	代理人：	林宝堂
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内容摘要

本发明公开了一种循环流化床锅炉断煤检测装置及检测方法，包括与锅炉中各个电器件电连接的控制器、分别设于锅炉的m个煤仓下煤口处的m个摄像头、存储器、第一报警灯、第二报警灯、第三报警灯、报警喇叭、设于锅炉的煤仓下部内的向下喇叭状张开的接煤板、一端穿过设于煤仓侧壁的条形孔并与接煤板上端铰接的杠杆、用于封闭杠杆和条形孔之间的间隙的弹性密封套、与杠杆另一端连接的竖杆和设于竖杆上的重锤；本发明具有检测准确性高，有效避免误操作；可调性好，适用性好的特点。

权利要求书

权利要求书
1.  一种循环流化床锅炉断煤检测装置，其特征是，包括与锅炉中各个电器件电连接的控制器(1)、分别设于锅炉的m个煤仓下煤口处的m个摄像头(30)、存储器(29)、第一报警灯(27)、第二报警灯 (28)、第三报警灯(31)、报警喇叭(2)、设于锅炉的煤仓(25)下部内的向下喇叭状张开的接煤板(3)、一端穿过设于煤仓侧壁的条形孔(4)并与接煤板上端铰接的杠杆(5)、用于封闭杠杆和条形孔之间的间隙的弹性密封套(6)、与杠杆另一端连接的竖杆(26)和设于竖杆上的重锤(7)；杠杆通过铰接板(8)与煤仓侧壁相连接，靠近条形孔上边缘的煤仓侧壁上设有与杠杆配合的限位挡板(9)，靠近条形孔下边缘的煤仓侧壁上设有与杠杆配合的限位开关(10)；控制器分别与存储器、报警喇叭、第一报警灯、第二报警灯、第三报警灯、限位开关和各个摄像头电连接。

2.  根据权利要求1所述的循环流化床锅炉断煤检测装置，其特征是，所述杠杆包括一端伸入煤仓的固定杆(11)、伸缩杆(12)和设于固定杆另一端上的连接套(13)；连接套和伸缩杆上均设有若干个长度调节通孔(14)，连接套通过螺栓与伸缩杆连接。

3.  根据权利要求1所述的循环流化床锅炉断煤检测装置，其特征是，所述竖杆下部设有螺杆，所述螺杆上由上至下依次设有上螺帽 (15)、上挡板(16)、下挡板(18)和至少一个下螺帽(19)；所述重锤套设于上挡板、下挡板之间的螺杆上，重锤包括若干块配重盘片 (17)；螺杆直径大于竖杆的直径。

4.  根据权利要求1所述的循环流化床锅炉断煤检测装置，其特征是，所述限位开关上设有右端向上弯折的L形板(20)，L形板左部与设于限位开关上的支撑板(21)铰接，L形板左端通过弹簧(22) 与限位开关相连接，L形板右端与杠杆相配合；限位开关的触头(23) 与L形板下表面右部相配合。

5.  根据权利要求1或2或3或4所述的循环流化床锅炉断煤检测装置，其特征是，杠杆下方的煤仓侧壁上设有三角形托架(24)，所述限位开关位于托架上。

6.  一种适用于权利要求1所述的循环流化床锅炉断煤检测装置的检测方法，其特征是，包括如下步骤：
(1-1)机械断煤检测：
(1-1-1)控制器中预先设有安全时间阈值W；控制器得到限位开关检测的电信号，并计算杠杆持续压下限位开关的触头的时间T；当T＞W时，控制器做出当前处于第一预断煤状态的判断；当T≤W时，控制器做出当前为有煤状态的判断；
(1-1-2)激活状态下进行第一预断煤控制：
当控制器做出锅炉由第一预断煤状态转为有煤状态的判断，则检测装置进入激活状态；
在激活状态下，当T＞W时，控制器控制第一报警灯闪烁；
在激活状态下，当T≤W时，控制器控制第一报警灯停止闪烁；
(1-2)图像断煤检测：
(1-2-1)m个摄像头分别拍摄下煤口处煤流动的图像，控制器将各个图像存储到存储器中并对图像进行如下处理：
控制器利用脉冲响应函数yij＝med(xi+r，j+s(r，s)∈A)对图像信号 f(x，y)进行滤波；其中，A为滤波器窗口，其尺寸为N＝(2k+1)×(2k+1)； {xij}为图像数集，med为中值函数，(r，s)为坐标，xi+r，j+s为滤波窗口A 中像素点对应的灰度值；
(1-2-2)设置运动检测区域参数：
控制器将A设置为1-99个矩形监测区域，设定运动检测的帧间隔为B；
(1-2-3)运动功能检测：
控制器设定每个检测区域中的每个宏块内每个象素点为(x，y)，差值阈值为Ta；所述象素点T时刻与T-n时刻亮度Y的差值为 Mx，y(T)＝|Yx，y(T)-Yx，y(T-n)|；
当||Yx，y(T)-Yx，y(T-n)||≥Ta，则设定L＝0；否则，设定L＝1；控制器利用公式IMsum＝∑L计算并得到宏块差分系数IMsum；控制器计算每个检测区域中各个宏块差分系数IMsum之和，得到每个检测区域的差分系数值，并进一步计算得到滤波器窗口A的差分系数Asum；
(1-2-4)
控制器每间隔B帧利用步骤(1-1-3)对当前图像进行检测；当任一个摄像头的图像的Asum≤阈值，则控制器控制第二报警灯闪烁；当所有摄像头的图像的Asum＞阈值，则控制器控制第二报警灯停止闪烁；
(1-3)软件断煤检测：
(1-3-1)存储器中设有具有11个输入节点X＝[X1，...，X11]、单隐藏层为9个节点Y＝[Y1，...，Y9]、1个输出节点Z的BP神经网络模型，其中，存储器中存储有q条学习样本，网络性能目标误差SSE≤ 0.00001，训练步数至少为d步；
(1-3-2)初始化BP神经网络模型：
(1-3-2-1)权重与阀值初始化：控制器利用Gauss随机函数产生满足正态分布、均值为0、方差为1并且取值范围在区间[0，1]中的随机数初始化权重Wij、阀值θ和θj，i＝1，…，11；j＝1，..，9；设定网络性能误差为ε；
(1-3-2-2)变量归一化：控制器中设有与11个输入节点X1，...，X11 中分别对应的11组XMax和XMin，控制器利用公式 X′＝(X-XMin)/(XMax-XMin)分别计算q条学习样本的X1，...，X11的归一化值X′1，X′2，...，X′11；
控制器中设有与输出接点Z相对应的Zmax和Zmin，控制器利用公式 Z′＝(Z-ZMin)/(ZMax-ZMin)计算q条学习样本的Z的归一化值Z′；得到经过归一化的s组学习样本；
(1-3-3)训练BP神经网络模型：
(1-3-3-1)控制器向BP神经网络模型中输入第s组学习样本， s初始值为1，设定第s组样本的目标输出值为Z′；
利用公式计算隐藏层神经元输出；
利用公式计算输出层神经元实际输出Zr；其中，函数 f ( x ) = 1 1 + e - x / 1.15 ; ]]>
利用公式计算单个样本偏差Es；
(1-3-3-2)从输出层开始逐层反向调整权重和阀值：
控制器使输出层的权重Wj增加0.6×δ×Yj+0.45×ΔWj，ΔWj为前次调整增加的权重，ΔWo＝0；其中，δ＝(Z′-Zr)×Zr×(1-Zr)，
控制器使隐藏层的权重增加0.6×δj×Xi+0.45×ΔWij；
其中，δj＝Yj×(1-Yj)×(δj×Wj)；
(1-3-3-3)当s＜q，使s值增加1，返回步骤(1-3-3-1)；否则转入步骤(1-3-3-4)；
(1-3-3-4)利用公式计算总误差Et，其中p为样本序号；
当Et≤ε或学习步数小于d，训练结束，得到训练好的BP神经网络模型；否则转入步骤(1-3-3-1)；
(1-3-4)控制器实时采集主汽流量、给水流量、给煤量、床温、炉膛负压、一次风压、一次风机电流、二次风压、二次风机电流、引风机电流和排烟温度11个工艺参数，利用步骤(1-2-2-2)对11个工艺参数进行归一化处理，并将各个经过归一化处理的工艺参数送入训练好的BP神经网络模型的11个输入节点中，得到模型输出值Zr，再利用公式V＝Zr×(ZMax-ZMin)+ZMin反归一化得到实时氧含量V，控制器计算其中V1为存储器中设定的与当前主汽流量相关的目标氧含量；
(1-3-5)当持续时间超过T1秒，则控制器控制第三报警灯闪烁；
当持续时间超过T2秒，则控制器控制第三报警灯停止闪烁；
(1-4)当第一、第二、第三报警灯全部闪烁或任意两个闪烁，控制器做出断煤判断，并控制报警喇叭报警。

7.  根据权利要求6所述的循环流化床锅炉断煤检测装置的检测方法，其特征是，当主汽流量为29％至31.5％时，V1为8.2％至8.9％；当主汽流量为37.5％至41％时，V1为7.5％至8.1％；当主汽流量为47.5％至53％时，V1为6.7.5％至7.1％；当主汽流量为57.5％至61％时，V1为 5.7.5％至6.1％；当主汽流量为67.5％至73％时，V1为4.65％至5.2％；当主汽流量为78.5％至83％时，V1为4.0％至4.4％；当主汽流量为87％至92％时，V1为3.5％至3.9％；当主汽流量为92％至100％时，V1为3.3％至3.5％。

8.  根据权利要求6所述的循环流化床锅炉断煤检测装置的检测方法，其特征是，q为500至560。

9.  根据权利要求1所述的循环流化床锅炉断煤检测装置的检测方法，其特征是，c为1.18至1.32；d为10000至11200。

10.  根据权利要求1所述的循环流化床锅炉断煤检测装置的检测方法，其特征是，T1为12至17；T2为2至3。

说明书

说明书一种循环流化床锅炉断煤检测装置及检测方法
技术领域
本发明涉及CFB循环流化床锅炉断煤故障检测技术领域，尤其是涉及一种能够快速、准确检测CFB循环流化床锅炉断煤故障的循环流化床锅炉断煤检测装置及检测方法。
背景技术
在能源与环境的双重压力下，循环流化床(CFB)锅炉以其燃料适应性强、燃烧效率高、负荷调节性能好、污染物排放低等显著特点，在我国得到了快速的发展。截止2011年底，据不完全统计我国现有不同容量的循环流化床锅炉3000多台，超过90000MW投入商业运行。已投运的300MW级循环流化床锅炉机组达到40多台，已投运与在建的300MW等级循环流化床锅炉机组总和则达到了110多台。此外，世界上单机容量最大的600MW超临界循环流化床锅炉机组四川白马循环流化床示范电站项目已于2013年4月顺利通过168小时满负荷试运行成功投运。因此，可以预见，循环流化床锅炉将会在我国得到更大的发展。
CFB锅炉尽管在设计之初就采用了低流速、高炉膛、中物料循环倍率、敷设长卫燃带等措施，但在运行中经常发生断煤故障，发生断煤故障的原因有：煤的水分过大、粒度不均堵塞、搭桥等。
当发生断煤故障时，如果处理不及时将会造成锅炉运行状态的波动，甚至造成停炉事故的发生。
中国专利授权公开号：CN103439081A，授权公开日2013年12月 11日，公开了一种生物质循环流化床锅炉流动特性测量方法，其特征在于，包括如下步骤：建立用于模拟生物质循环流化床锅炉流动特性的欧拉双流体模型；根据生物质循环流化床锅炉的结构参数建立所述生物质循环流化床锅炉的全尺寸模型；对所述生物质循环流化床锅炉的全尺寸模型进行网格划分建立所述生物质循环流化床锅炉的网格模型；获取所述生物质循环流化床锅炉对应的气体参数、颗粒参数、边界条件参数、初始风速；根据所述欧拉双流体模型、网格模型、气体参数、颗粒参数、边界条件参数、初始风速模拟所述生物质循环流化床锅炉内的气固两相的流动过程；通过所述模拟的流动过程，测量炉膛内气固两相的速度场分布规律，得到生物质循环流化床锅炉的流动特性。该发明的不足之处是，功能单一，不能用于检测是否断煤。
发明内容
本发明的发明目的是为了克服现有技术中循环流化床锅炉容易出现断煤事故的不足，提供了一种能够快速、准确检测CFB循环流化床锅炉断煤故障的循环流化床锅炉断煤检测装置及检测方法。
为了实现上述目的，本发明采用以下技术方案：
一种循环流化床锅炉断煤检测装置，包括与锅炉中各个电器件电连接的控制器、分别设于锅炉的m个煤仓下煤口处的m个摄像头、存储器、第一报警灯、第二报警灯、第三报警灯、报警喇叭、设于锅炉的煤仓下部内的向下喇叭状张开的接煤板、一端穿过设于煤仓侧壁的条形孔并与接煤板上端铰接的杠杆、用于封闭杠杆和条形孔之间的间隙的弹性密封套、与杠杆另一端连接的竖杆和设于竖杆上的重锤；杠杆通过铰接板与煤仓侧壁相连接，靠近条形孔上边缘的煤仓侧壁上设有与杠杆配合的限位挡板，靠近条形孔下边缘的煤仓侧壁上设有与杠杆配合的限位开关；控制器分别与存储器、报警喇叭、第一报警灯、第二报警灯、第三报警灯、限位开关和各个摄像头电连接。
为规避单一断煤检测方法的不可靠及局限性，本发明将机械、图像和软件检测相结合，当3种检测方法中任意2种方法的指标异常，控制器则控制报警喇叭发出报警信号；各个报警灯闪烁用于给操作人员提供断煤注意提示，提醒操作人员注意观察；检测更加准确，有效避免误操作。
因此，本发明具有检测准确性高，有效避免误操作；提高了锅炉运行的安全性和稳定性的特点。
作为优选，所述杠杆包括一端伸入煤仓的固定杆、伸缩杆和设于固定杆另一端上的连接套；连接套和伸缩杆上均设有若干个长度调节通孔，连接套通过螺栓与伸缩杆连接。。
杠杆的结构设置，使杠杆的长度可调，适用性强。
作为优选，所述竖杆下部设有螺杆，所述螺杆上由上至下依次设有上螺帽、上挡板、下挡板和至少一个下螺帽；所述重锤套设于上挡板、下挡板之间的螺杆上，重锤包括若干块配重盘片；螺杆直径大于竖杆的直径。
使用前，反复调整好配重和伸缩杆伸缩长度，确保在无煤落下时，杠杆由于重锤的缘故压下限位开关的触头。
作为优选，所述限位开关上设有右端向上弯折的L形板，L形板左部与设于限位开关上的支撑板铰接，L形板左端通过弹簧与限位开关相连接，L形板右端与杠杆相配合；限位开关的触头与L形板下表面右部相配合。
作为优选，杠杆下方的煤仓侧壁上设有三角形托架，所述限位开关位于托架上。
一种循环流化床锅炉断煤检测装置的检测方法，包括如下步骤：
(1-1)机械断煤检测：
(1-1-1)控制器中预先设有安全时间阈值W；控制器得到限位开关检测的电信号，并计算杠杆持续压下限位开关的触头的时间T；当T＞W时，控制器做出当前处于第一预断煤状态的判断；当T≤W时，控制器做出当前为有煤状态的判断；
(1-1-2)激活状态下进行第一预断煤控制：
当控制器做出锅炉由第一预断煤状态转为有煤状态的判断，则检测装置进入激活状态；
在激活状态下，当T＞W时，控制器控制第一报警灯闪烁；
在激活状态下，当T≤W时，控制器控制第一报警灯停止闪烁；
(1-2)图像断煤检测：
(1-2-1)m个摄像头分别拍摄下煤口处煤流动的图像，控制器将各个图像存储到存储器中并对图像进行如下处理：
控制器利用脉冲响应函数yij＝med(xi+r，j+s(r，s)∈A)对图像信号 f(x，y)进行滤波；其中，A为滤波器窗口，其尺寸为N＝(2k+1)×(2k+1)； {xij}为图像数集，med为中值函数，中值函数将每一像素点的灰度值设置为该点某邻域窗口内的所有像素点灰度值的中值；将数字图像或数字序列中一点的值用该点的一个邻域中各点值的中值代替，让周围的像素值接近的真实值，从而消除孤立的噪声点。(r，s)为坐标，xi+r，j+s为滤波窗口A中像素点对应的灰度值；
(1-2-2)设置运动检测区域参数：
控制器将A设置为1-99个矩形监测区域，设定运动检测的帧间隔为B；
(1-2-3)运动功能检测：
控制器设定每个检测区域中的每个宏块内每个象素点为(x，y)，差值阈值为Ta；所述象素点T时刻与T-n时刻亮度Y的差值为 Mx，y(T)＝|Yx，y(T)-Yx，y(T-n)|；
当||Yx，y(T)-Yx，y(T-n)||≥Ta，则设定L＝0；否则，设定L＝1；控制器利用公式IMsum＝∑L计算并得到宏块差分系数IMsum；控制器计算每个检测区域中各个宏块差分系数IMsum之和，得到每个检测区域的差分系数值，并进一步计算得到滤波器窗口A的差分系数Asum；
(1-2-4)
控制器每间隔B帧利用步骤(1-1-3)对当前图像进行检测；当任一个摄像头的图像的Asum≤阈值，则控制器控制第二报警灯闪烁；当所有摄像头的图像的Asum＞阈值，则控制器控制第二报警灯停止闪烁；
(1-3)软件断煤检测：
(1-3-1)存储器中设有具有11个输入节点X＝[X1，...，X11]、单隐藏层为9个节点Y＝[Y1，...，Y9]、1个输出节点Z的BP神经网络模型，其中，存储器中存储有q条学习样本，网络性能目标误差SSE≤ 0.00001，训练步数至少为d步；
(1-3-2)初始化BP神经网络模型：
(1-3-2-1)权重与阀值初始化：控制器利用Gauss随机函数产生满足正态分布、均值为0、方差为1并且取值范围在区间[0，1]中的随机数初始化权重Wij、阀值θ和θj，i＝1，…，11；j＝1，..，9；设定网络性能误差为ε；
(1-3-2-2)变量归一化：控制器中设有与11个输入节点X1，...，X11 中分别对应的11组XMax和XMin，控制器利用公式 X′＝(X-XMin)/(XMax-XMin)分别计算q条学习样本的X1，...，X11的归一化值X′1，X′2，...，X′11；
控制器中设有与输出接点Z相对应的Zmax和Zmin，控制器利用公式 Z′＝(Z-ZMin)/(ZMax-ZMin)计算q条学习样本的Z的归一化值Z′；得到经过归一化的s组学习样本；
(1-3-3)训练BP神经网络模型：
(1-3-3-1)控制器向BP神经网络模型中输入第s组学习样本， s初始值为1，设定第s组样本的目标输出值为Z′；
利用公式计算隐藏层神经元输出；
利用公式计算输出层神经元实际输出Zr；其中，函数 f ( x ) = 1 1 + e - x / 1.15 ; ]]>
利用公式计算单个样本偏差Es；
(1-3-3-2)从输出层开始逐层反向调整权重和阀值：
控制器使输出层的权重Wj增加0.6×δ×Yj+0.45×ΔWj，ΔWj为前次调整增加的权重，ΔWo＝0；其中，δ＝(Z′-Zr)×Zr×(1-Zr)，
控制器使隐藏层的权重增加0.6×δj×Xi+0.45×ΔWij；
其中，δj＝Yj×(1-Yj)×(δj×Wj)；
(1-3-3-3)当s＜q，使s值增加1，返回步骤(1-3-3-1)；否则转入步骤(1-3-3-4)；
(1-3-3-4)利用公式计算总误差Et，其中p为样本序号；
当Et≤ε或学习步数小于d，训练结束，得到训练好的BP神经网络模型；否则转入步骤(1-3-3-1)；
(1-3-4)控制器实时采集主汽流量、给水流量、给煤量、床温、炉膛负压、一次风压、一次风机电流、二次风压、二次风机电流、引风机电流和排烟温度11个工艺参数，利用步骤(1-2-2-2)对11个工艺参数进行归一化处理，并将各个经过归一化处理的工艺参数送入训练好的BP神经网络模型的11个输入节点中，得到模型输出值Zr，再利用公式V＝Zr×(ZMax-ZMin)+ZMin反归一化得到实时氧含量V，控制器计算其中V1为存储器中设定的与当前主汽流量相关的目标氧含量；
(1-3-5)当持续时间超过T1秒，则控制器控制第三报警灯闪烁；
当持续时间超过T2秒，则控制器控制第三报警灯停止闪烁；
(1-4)当第一、第二、第三报警灯全部闪烁或任意两个闪烁，控制器做出断煤判断，并控制报警喇叭报警。
作为优选，当主汽流量为29％至31.5％时，V1为8.2％至8.9％；当主汽流量为37.5％至41％时，V1为7.5％至8.1％；当主汽流量为47.5％至53％时，V1为6.7.5％至7.1％；当主汽流量为57.5％至61％时，V1为 5.7.5％至6.1％；当主汽流量为67.5％至73％时，V1为4.65％至5.2％；当主汽流量为78.5％至83％时，V1为4.0％至4.4％；当主汽流量为87％至92％时，V1为3.5％至3.9％；当主汽流量为92％至100％时，V1为3.3％至3.5％。
作为优选，q为500至560。
作为优选，c为1.18至1.32；d为10000至11200。
作为优选，T1为12至17；T2为2至3。
因此，本发明具有如下有益效果：
(1)检测准确性高，有效避免误操作；
(2)提高了锅炉运行的安全性和稳定性；
(3)可调性好，适用性好。
附图说明
图1是本发明的一种结构示意图；
图2是本发明的一种原理框图；
图3是本发明的实施例的一种流程图；
图4是图1中A处的一种放大的结构示意图。
图中：控制器1、报警喇叭2、接煤板3、条形孔4、杠杆5、弹性密封套6、设于竖杆上的重锤7、铰接板8、限位挡板9、限位开关 10、固定杆11、伸缩杆12、连接套13、长度调节通孔14、上螺帽 15、上挡板16、下挡板18、下螺帽19、配重盘片17、L形板20、支撑板21、弹簧22、触头23、托架24、、煤仓25、竖杆26、第一报警灯27、第二报警灯28、存储器29、摄像头30、第三报警灯31。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施方式对本发明做进一步的描述。
如图1、图2所示的实施例是一种循环流化床锅炉断煤检测装置，包括与锅炉中各个电器件电连接的控制器1、分别设于锅炉的8个煤仓下煤口处的8个摄像头30、存储器29、第一报警灯27、第二报警灯28、第三报警灯31、报警喇叭2、设于锅炉的煤仓25下部内的向下喇叭状张开的接煤板3、一端穿过设于煤仓侧壁的条形孔4并与接煤板上端铰接的杠杆5、用于封闭杠杆和条形孔之间的间隙的弹性密封套6、与杠杆另一端连接的竖杆26和设于竖杆上的重锤7；杠杆通过铰接板8与煤仓侧壁相连接，靠近条形孔上边缘的煤仓侧壁上设有与杠杆配合的限位挡板9，靠近条形孔下边缘的煤仓侧壁上设有与杠杆配合的限位开关10；如图2所示，控制器分别与存储器、报警喇叭、第一报警灯、第二报警灯、第三报警灯、限位开关和各个摄像头电连接。
如图1所示，杠杆包括一端伸入煤仓的固定杆11、伸缩杆12和设于固定杆另一端上的连接套13；连接套和伸缩杆上均设有长度调节通孔14，连接套通过螺栓与伸缩杆连接。
竖杆下部设有螺杆，所述螺杆上由上至下依次设有上螺帽(15)、上挡板16、下挡板18和至少一个下螺帽19；重锤套设于上挡板、下挡板之间的螺杆上，重锤包括5块配重盘片17；螺杆直径大于竖杆的直径。
如图4所示，限位开关上设有右端向上弯折的L形板20，L形板左部与设于限位开关上的支撑板21铰接，L形板左端通过弹簧22与限位开关相连接，L形板右端与杠杆相配合；限位开关的触头23与L 形板下表面右部相配合。
杠杆下方的煤仓侧壁上设有三角形托架24，所述限位开关位于托架上。限位挡板呈水平延伸并向下弯折的弯折板状，限位挡板的下边缘的横截面呈圆形。第一报警灯和第二报警灯均采用频闪灯。
如图3所示，检测方法包括如下步骤：
步骤100，机械断煤检测：
步骤110，控制器中预先设有安全时间阈值W；控制器得到限位开关检测的电信号，并计算杠杆持续压下限位开关的触头的时间T；当T＞W时，控制器做出当前处于第一预断煤状态的判断；当T≤W时，控制器做出当前为有煤状态的判断；W为12秒；
步骤120，激活状态下进行第一预断煤控制：
当控制器做出锅炉由第一预断煤状态转为有煤状态的判断，则检测装置进入激活状态；
在激活状态下，当T＞W时，控制器控制第一报警灯闪烁；
在激活状态下，当T≤W时，控制器控制第一报警灯停止闪烁；
步骤200，图像断煤检测：
步骤210，8个摄像头分别拍摄下煤口处煤流动的图像，控制器将各个图像存储到存储器中并对图像进行如下处理：
控制器利用脉冲响应函数yij＝med(xi+r，j+s(r，s)∈A)对图像信号 f(x，y)进行滤波；其中，A为滤波器窗口，其尺寸为N＝(2k+1)×(2k+1)； {xij}为图像数集，med为中值函数，(r，s)为坐标，xi+r，j+s为滤波窗口A 中像素点对应的灰度值；
步骤220，设置运动检测区域参数：
控制器将A设置为1-99个矩形监测区域，设定运动检测的帧间隔为B；
步骤230，运动功能检测：
控制器设定每个检测区域中的每个宏块内每个象素点为(x，y)，差值阈值为Ta；所述象素点T时刻与T-n时刻亮度Y的差值为 Mx，y(T)＝|Yx，y(T)-Yx，y(T-n)|；
当||Yx，y(T)-Yx，y(T-n)||≥Ta，则设定L＝0；否则，设定L＝1；控制器利用公式IMsum＝∑L计算并得到宏块差分系数IMsum；控制器计算每个检测区域中各个宏块差分系数IMsum之和，得到每个检测区域的差分系数值，并进一步计算得到滤波器窗口A的差分系数Asum；
步骤240，
控制器每间隔B帧利用步骤230对当前图像进行检测；当任一个摄像头的图像的Asum≤阈值，则控制器控制第二报警灯闪烁；
当所有摄像头的图像的Asum＞阈值，则控制器控制第二报警灯停止闪烁；
步骤300，软件断煤检测：
步骤310，存储器中设有具有11个输入节点X＝[X1，...，X11]、单隐藏层为9个节点Y＝[Y1，...，Y9]、1个输出节点Z的BP神经网络模型，其中，存储器中存储有q＝500条学习样本，网络性能目标误差SSE≤ 0.00001，训练步数至少为d＝10000步；
步骤320，初始化BP神经网络模型：
步骤321，权重与阀值初始化：控制器利用Gauss随机函数产生满足正态分布、均值为0、方差为1并且取值范围在区间[0，1]中的随机数初始化权重Wij、阀值θ和θj，i＝1，…，11；j＝1，..，9；设定网络性能误差为ε；
步骤322，变量归一化：控制器中设有与11个输入节点X1，...，X11 中分别对应的11组XMax和XMin，控制器利用公式 X′＝(X-XMin)/(XMax-XMin)分别计算q条学习样本的X1，...，X11的归一化值X′1，X′2，...，X′11；
控制器中设有与输出接点Z相对应的Zmax和Zmin，控制器利用公式 Z′＝(Z-ZMin)/(ZMax-ZMin)计算q条学习样本的Z的归一化值Z′；得到经过归一化的s组学习样本；
步骤330，训练BP神经网络模型：
步骤331，控制器向BP神经网络模型中输入第s组学习样本，s 初始值为1，设定第s组样本的目标输出值为Z′；
利用公式计算隐藏层神经元输出；
利用公式计算输出层神经元实际输出Zr；其中，函数 f ( x ) = 1 1 + e - x / 1.15 ; ]]>
利用公式计算单个样本偏差Es；
步骤332，从输出层开始逐层反向调整权重和阀值：
控制器使输出层的权重Wj增加0.6×δ×Yj+0.45×ΔWj，ΔWj为前次调整增加的权重，ΔWo＝0；其中，δ＝(Z′-Zr)×Zr×(1-Zr)，
控制器使隐藏层的权重增加0.6×δj×Xi+0.45×ΔWij；
其中，δj＝Yj×(1-Yj)×(δj×Wj)；
步骤333，当s＜q，使s值增加1，返回步骤331；否则转入步骤334；
步骤334，利用公式计算总误差Et，其中p为样本序号；
当Et≤ε或学习步数小于d，训练结束，得到训练好的BP神经网络模型；否则转入步骤331；
步骤340，控制器实时采集主汽流量、给水流量、给煤量、床温、炉膛负压、一次风压、一次风机电流、二次风压、二次风机电流、引风机电流和排烟温度11个工艺参数，利用步骤(1-2-2-2)对11个工艺参数进行归一化处理，并将各个经过归一化处理的工艺参数送入训练好的BP神经网络模型的11个输入节点中，得到模型输出值Zr，再利用公式V＝Zr×(ZMax-ZMin)+ZMin反归一化得到实时氧含量V，控制器计算其中V1为存储器中设定的与当前主汽流量相关的目标氧含量；
步骤350，当持续时间超过T1秒，则控制器做出当前处于第二预断煤状态的判断，并控制第二报警灯闪烁；
当持续时间超过T2秒，则控制器控制第二报警灯停止闪烁；
步骤400，断煤判断及报警：
当第一、第二报警灯均闪烁，控制器做出断煤判断，并控制报警喇叭报警。
其中，当主汽流量为29％至31.5％时，V1为8.2％至8.9％；当主汽流量为37.5％至41％时，V1为7.5％至8.1％；当主汽流量为47.5％至53％时，V1为6.7.5％至7.1％；当主汽流量为57.5％至61％时，V1为5.7.5％至6.1％；当主汽流量为67.5％至73％时，V1为4.65％至5.2％；当主汽流量为78.5％至83％时，V1为4.0％至4.4％；当主汽流量为87％至92％时，V1为3.5％至3.9％；当主汽流量为92％至100％时，V1为3.3％至3.5％； c为1.2，T1为11，T2为3。
应理解，本实施例仅用于说明本发明而不用于限制本发明的范围。此外应理解，在阅读了本发明讲授的内容之后，本领域技术人员可以对本发明作各种改动或修改，这些等价形式同样落于本申请所附权利要求书所限定的范围。

资源描述

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1、(10)申请公布号 (43)申请公布日 (21)申请号 201410604626.3(22)申请日 2014.10.31G01V 9/00(2006.01)F23C 10/18(2006.01)(71)申请人杭州杭锅电气科技有限公司地址 310000 浙江省杭州市江干区大农港路1216 号(72)发明人赵玮胡光亚薛勇沈斌(74)专利代理机构杭州杭诚专利事务所有限公司 33109代理人林宝堂(54) 发明名称一种循环流化床锅炉断煤检测装置及检测方法(57) 摘要本发明公开了一种循环流化床锅炉断煤检测装置及检测方法，包括与锅炉中各个电器件电连接的控制器、分别设于锅炉的 m 个煤仓下煤。

2、口处的 m 个摄像头、存储器、第一报警灯、第二报警灯、第三报警灯、报警喇叭、设于锅炉的煤仓下部内的向下喇叭状张开的接煤板、一端穿过设于煤仓侧壁的条形孔并与接煤板上端铰接的杠杆、用于封闭杠杆和条形孔之间的间隙的弹性密封套、与杠杆另一端连接的竖杆和设于竖杆上的重锤；本发明具有检测准确性高，有效避免误操作；可调性好，适用性好的特点。(51)Int.Cl.(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利申请权利要求书3页说明书8页附图2页(10)申请公布号 CN 104483714 A(43)申请公布日 2015.04.01CN 104483714 A1/3 页21.一种循环流化床锅炉断煤检。

3、测装置，其特征是，包括与锅炉中各个电器件电连接的控制器 (1)、分别设于锅炉的 m 个煤仓下煤口处的 m 个摄像头 (30)、存储器 (29)、第一报警灯 (27)、第二报警灯 (28)、第三报警灯 (31)、报警喇叭 (2)、设于锅炉的煤仓 (25) 下部内的向下喇叭状张开的接煤板 (3)、一端穿过设于煤仓侧壁的条形孔 (4) 并与接煤板上端铰接的杠杆 (5)、用于封闭杠杆和条形孔之间的间隙的弹性密封套 (6)、与杠杆另一端连接的竖杆 (26) 和设于竖杆上的重锤 (7) ；杠杆通过铰接板 (8) 与煤仓侧壁相连接，靠近条形孔上边缘的煤仓侧壁上设有与杠杆配合的限位挡板 (9)，靠近条形孔下边。

4、缘的煤仓侧壁上设有与杠杆配合的限位开关 (10) ；控制器分别与存储器、报警喇叭、第一报警灯、第二报警灯、第三报警灯、限位开关和各个摄像头电连接。2.根据权利要求 1 所述的循环流化床锅炉断煤检测装置，其特征是，所述杠杆包括一端伸入煤仓的固定杆(11)、伸缩杆(12)和设于固定杆另一端上的连接套(13) ；连接套和伸缩杆上均设有若干个长度调节通孔 (14)，连接套通过螺栓与伸缩杆连接。3.根据权利要求 1 所述的循环流化床锅炉断煤检测装置，其特征是，所述竖杆下部设有螺杆，所述螺杆上由上至下依次设有上螺帽 (15)、上挡板 (16)、下挡板 (18) 和至少一个下螺帽 (19) ；所述重锤套设于。

5、上挡板、下挡板之间的螺杆上，重锤包括若干块配重盘片(17) ；螺杆直径大于竖杆的直径。4.根据权利要求 1 所述的循环流化床锅炉断煤检测装置，其特征是，所述限位开关上设有右端向上弯折的 L 形板 (20)，L 形板左部与设于限位开关上的支撑板 (21) 铰接，L 形板左端通过弹簧 (22) 与限位开关相连接，L 形板右端与杠杆相配合；限位开关的触头 (23)与 L 形板下表面右部相配合。5.根据权利要求1或2或3或4所述的循环流化床锅炉断煤检测装置，其特征是，杠杆下方的煤仓侧壁上设有三角形托架 (24)，所述限位开关位于托架上。6.一种适用于权利要求 1 所述的循环流化床锅炉断煤检测装置的检。

6、测方法，其特征是，包括如下步骤：(1-1) 机械断煤检测：(1-1-1) 控制器中预先设有安全时间阈值 W ；控制器得到限位开关检测的电信号，并计算杠杆持续压下限位开关的触头的时间 T ；当 T W 时，控制器做出当前处于第一预断煤状态的判断；当 T W 时，控制器做出当前为有煤状态的判断；(1-1-2) 激活状态下进行第一预断煤控制：当控制器做出锅炉由第一预断煤状态转为有煤状态的判断，则检测装置进入激活状态；在激活状态下，当 T W 时，控制器控制第一报警灯闪烁；在激活状态下，当 T W 时，控制器控制第一报警灯停止闪烁；(1-2) 图像断煤检测：(1-2-1)m 个摄像头分。

7、别拍摄下煤口处煤流动的图像，控制器将各个图像存储到存储器中并对图像进行如下处理：控制器利用脉冲响应函数 yij med(xi+r，j+s(r，s) A) 对图像信号 f(x，y) 进行滤波；其中，A 为滤波器窗口，其尺寸为 N (2k+1)(2k+1) ；xij 为图像数集，med 为中值函数，(r，s) 为坐标，xi+r，j+s为滤波窗口 A 中像素点对应的灰度值；权利要求书CN 104483714 A2/3 页3(1-2-2) 设置运动检测区域参数：控制器将 A 设置为 1-99 个矩形监测区域，设定运动检测的帧间隔为 B ；(1-2-3) 运动功能检测：控制器设定每个检。

8、测区域中的每个宏块内每个象素点为 (x，y)，差值阈值为 Ta ；所述象素点 T 时刻与 T-n 时刻亮度 Y 的差值为 Mx ，y(T) |Yx ，y(T)-Yx ，y(T-n)| ；当 |Yx ，y(T)-Yx ，y(T-n)| Ta，则设定 L 0 ；否则，设定 L 1 ；控制器利用公式 IMsum L 计算并得到宏块差分系数 IMsum；控制器计算每个检测区域中各个宏块差分系数 IMsum之和，得到每个检测区域的差分系数值，并进一步计算得到滤波器窗口 A 的差分系数 Asum；(1-2-4)控制器每间隔 B 帧利用步骤 (1-1-3) 对当前图像进行检测；当任一个摄像头的图像的Asu。

9、m阈值，则控制器控制第二报警灯闪烁；当所有摄像头的图像的 Asum阈值，则控制器控制第二报警灯停止闪烁；(1-3) 软件断煤检测：(1-3-1) 存储器中设有具有 11 个输入节点 X X1，.，X11、单隐藏层为 9 个节点 Y Y1，.，Y9、1 个输出节点 Z 的 BP 神经网络模型，其中，存储器中存储有 q 条学习样本，网络性能目标误差 SSE 0.00001，训练步数至少为 d 步；(1-3-2) 初始化 BP 神经网络模型：(1-3-2-1) 权重与阀值初始化：控制器利用 Gauss 随机函数产生满足正态分布、均值为 0、方差为 1 并且取值范围在区间 0，1 中的随机。

10、数初始化权重 Wij、阀值和j，i 1，11 ；j 1，.，9 ；设定网络性能误差为；(1-3-2-2) 变量归一化：控制器中设有与 11 个输入节点 X1，.，X11 中分别对应的 11组XMax和XMin，控制器利用公式 X (X-XMin)/(XMax-XMin) 分别计算 q 条学习样本的 X1，.，X11 的归一化值 X1，X 2，.，X11；控制器中设有与输出接点Z相对应的Zmax和Zmin，控制器利用公式Z(Z-ZMin)/(ZMax-ZMin) 计算 q 条学习样本的 Z 的归一化值 Z ；得到经过归一化的 s 组学习样本；(1-3-3) 训练 BP 神经网络模型：(1。

11、-3-3-1) 控制器向 BP 神经网络模型中输入第 s 组学习样本，s 初始值为 1，设定第 s组样本的目标输出值为 Z ；利用公式计算隐藏层神经元输出；利用公式计算输出层神经元实际输出Zr；其中，函数利用公式计算单个样本偏差 Es；(1-3-3-2) 从输出层开始逐层反向调整权重和阀值：控制器使输出层的权重Wj增加0.6Yj+0.45Wj， Wj为前次调整增加的权重，权利要求书CN 104483714 A3/3 页4Wo 0 ；其中， (Z -Zr)Zr(1-Zr)，控制器使隐藏层的权重增加 0.6jXi+0.45Wij；其中，jYj(1-Yj)(jWj)；(1-3-3-。

12、3) 当 s q，使 s 值增加 1，返回步骤 (1-3-3-1) ；否则转入步骤 (1-3-3-4) ；(1-3-3-4) 利用公式计算总误差 Et，其中 p 为样本序号；当Et 或学习步数小于 d，训练结束，得到训练好的 BP 神经网络模型；否则转入步骤 (1-3-3-1) ；(1-3-4)控制器实时采集主汽流量、给水流量、给煤量、床温、炉膛负压、一次风压、一次风机电流、二次风压、二次风机电流、引风机电流和排烟温度 11 个工艺参数，利用步骤 (1-2-2-2) 对 11 个工艺参数进行归一化处理，并将各个经过归一化处理的工艺参数送入训练好的 BP 神经网络模型的 11 个输入节点中。

13、，得到模型输出值 Zr，再利用公式 V Zr(ZMax-ZMin)+ZMin反归一化得到实时氧含量 V，控制器计算其中 V1为存储器中设定的与当前主汽流量相关的目标氧含量；(1-3-5) 当持续时间超过 T1秒，则控制器控制第三报警灯闪烁；当持续时间超过 T2秒，则控制器控制第三报警灯停止闪烁；(1-4) 当第一、第二、第三报警灯全部闪烁或任意两个闪烁，控制器做出断煤判断，并控制报警喇叭报警。7.根据权利要求 6 所述的循环流化床锅炉断煤检测装置的检测方法，其特征是，当主汽流量为29至31.5时，V1为8.2至8.9；当主汽流量为37.5至41时，V1为7.5至 8.1；当主汽流量。

14、为 47.5至 53时，V1为 6.7.5至 7.1；当主汽流量为 57.5至61时，V1为 5.7.5至 6.1；当主汽流量为 67.5至 73时，V1为 4.65至 5.2；当主汽流量为 78.5至 83时，V1为 4.0至 4.4；当主汽流量为 87至 92时，V1为 3.5至 3.9 ；当主汽流量为 92至 100时，V1为 3.3至 3.5。8.根据权利要求 6 所述的循环流化床锅炉断煤检测装置的检测方法，其特征是，q 为500 至 560。9.根据权利要求 1 所述的循环流化床锅炉断煤检测装置的检测方法，其特征是，c 为1.18 至 1.32 ；d 为 10000 至 11200。。

15、10.根据权利要求 1 所述的循环流化床锅炉断煤检测装置的检测方法，其特征是，T1为12至17；T2为2至3。权利要求书CN 104483714 A1/8 页5一种循环流化床锅炉断煤检测装置及检测方法技术领域0001 本发明涉及 CFB 循环流化床锅炉断煤故障检测技术领域，尤其是涉及一种能够快速、准确检测 CFB 循环流化床锅炉断煤故障的循环流化床锅炉断煤检测装置及检测方法。背景技术0002 在能源与环境的双重压力下，循环流化床 (CFB) 锅炉以其燃料适应性强、燃烧效率高、负荷调节性能好、污染物排放低等显著特点，在我国得到了快速的发展。截止 2011 年底，据不完全统计我国现有不同容。

16、量的循环流化床锅炉 3000 多台，超过 90000MW 投入商业运行。已投运的 300MW 级循环流化床锅炉机组达到 40 多台，已投运与在建的 300MW 等级循环流化床锅炉机组总和则达到了 110 多台。此外，世界上单机容量最大的 600MW 超临界循环流化床锅炉机组四川白马循环流化床示范电站项目已于 2013 年 4 月顺利通过 168 小时满负荷试运行成功投运。因此，可以预见，循环流化床锅炉将会在我国得到更大的发展。0003 CFB 锅炉尽管在设计之初就采用了低流速、高炉膛、中物料循环倍率、敷设长卫燃带等措施，但在运行中经常发生断煤故障，发生断煤故障的原因有：煤的水分过大、粒度不均。

17、堵塞、搭桥等。0004 当发生断煤故障时，如果处理不及时将会造成锅炉运行状态的波动，甚至造成停炉事故的发生。0005 中国专利授权公开号：CN103439081A，授权公开日2013年12月11日，公开了一种生物质循环流化床锅炉流动特性测量方法，其特征在于，包括如下步骤：建立用于模拟生物质循环流化床锅炉流动特性的欧拉双流体模型；根据生物质循环流化床锅炉的结构参数建立所述生物质循环流化床锅炉的全尺寸模型；对所述生物质循环流化床锅炉的全尺寸模型进行网格划分建立所述生物质循环流化床锅炉的网格模型；获取所述生物质循环流化床锅炉对应的气体参数、颗粒参数、边界条件参数、初始风速；根据所述欧拉双。

18、流体模型、网格模型、气体参数、颗粒参数、边界条件参数、初始风速模拟所述生物质循环流化床锅炉内的气固两相的流动过程；通过所述模拟的流动过程，测量炉膛内气固两相的速度场分布规律，得到生物质循环流化床锅炉的流动特性。该发明的不足之处是，功能单一，不能用于检测是否断煤。发明内容0006 本发明的发明目的是为了克服现有技术中循环流化床锅炉容易出现断煤事故的不足，提供了一种能够快速、准确检测 CFB 循环流化床锅炉断煤故障的循环流化床锅炉断煤检测装置及检测方法。0007 为了实现上述目的，本发明采用以下技术方案：0008 一种循环流化床锅炉断煤检测装置，包括与锅炉中各个电器件电连接的控制器、分别设于锅。

19、炉的 m 个煤仓下煤口处的 m 个摄像头、存储器、第一报警灯、第二报警灯、第三报警灯、报警喇叭、设于锅炉的煤仓下部内的向下喇叭状张开的接煤板、一端穿过设于煤仓说明书CN 104483714 A2/8 页6侧壁的条形孔并与接煤板上端铰接的杠杆、用于封闭杠杆和条形孔之间的间隙的弹性密封套、与杠杆另一端连接的竖杆和设于竖杆上的重锤；杠杆通过铰接板与煤仓侧壁相连接，靠近条形孔上边缘的煤仓侧壁上设有与杠杆配合的限位挡板，靠近条形孔下边缘的煤仓侧壁上设有与杠杆配合的限位开关；控制器分别与存储器、报警喇叭、第一报警灯、第二报警灯、第三报警灯、限位开关和各个摄像头电连接。0009 为规避单一断煤检测方。

20、法的不可靠及局限性，本发明将机械、图像和软件检测相结合，当 3 种检测方法中任意 2 种方法的指标异常，控制器则控制报警喇叭发出报警信号；各个报警灯闪烁用于给操作人员提供断煤注意提示，提醒操作人员注意观察；检测更加准确，有效避免误操作。0010 因此，本发明具有检测准确性高，有效避免误操作；提高了锅炉运行的安全性和稳定性的特点。0011 作为优选，所述杠杆包括一端伸入煤仓的固定杆、伸缩杆和设于固定杆另一端上的连接套；连接套和伸缩杆上均设有若干个长度调节通孔，连接套通过螺栓与伸缩杆连接。0012 杠杆的结构设置，使杠杆的长度可调，适用性强。0013 作为优选，所述竖杆下部设有螺杆，所述。

21、螺杆上由上至下依次设有上螺帽、上挡板、下挡板和至少一个下螺帽；所述重锤套设于上挡板、下挡板之间的螺杆上，重锤包括若干块配重盘片；螺杆直径大于竖杆的直径。0014 使用前，反复调整好配重和伸缩杆伸缩长度，确保在无煤落下时，杠杆由于重锤的缘故压下限位开关的触头。0015 作为优选，所述限位开关上设有右端向上弯折的 L 形板，L 形板左部与设于限位开关上的支撑板铰接，L 形板左端通过弹簧与限位开关相连接，L 形板右端与杠杆相配合；限位开关的触头与 L 形板下表面右部相配合。0016 作为优选，杠杆下方的煤仓侧壁上设有三角形托架，所述限位开关位于托架上。0017 一种循环流化床锅炉断煤检测装置的。

22、检测方法，包括如下步骤：0018 (1-1) 机械断煤检测：0019 (1-1-1) 控制器中预先设有安全时间阈值 W ；控制器得到限位开关检测的电信号，并计算杠杆持续压下限位开关的触头的时间 T ；当 T W 时，控制器做出当前处于第一预断煤状态的判断；当 T W 时，控制器做出当前为有煤状态的判断；0020 (1-1-2) 激活状态下进行第一预断煤控制：0021 当控制器做出锅炉由第一预断煤状态转为有煤状态的判断，则检测装置进入激活状态；0022 在激活状态下，当 T W 时，控制器控制第一报警灯闪烁；0023 在激活状态下，当 T W 时，控制器控制第一报警灯停止闪烁；0。

23、024 (1-2) 图像断煤检测：0025 (1-2-1)m 个摄像头分别拍摄下煤口处煤流动的图像，控制器将各个图像存储到存储器中并对图像进行如下处理：0026 控制器利用脉冲响应函数 yij med(xi+r，j+s(r，s) A) 对图像信号 f(x，y) 进行滤波；其中，A 为滤波器窗口，其尺寸为 N (2k+1)(2k+1) ；xij 为图像数集，med 为中值说明书CN 104483714 A3/8 页7函数，中值函数将每一像素点的灰度值设置为该点某邻域窗口内的所有像素点灰度值的中值；将数字图像或数字序列中一点的值用该点的一个邻域中各点值的中值代替，让周围的像素值接近的真。

24、实值，从而消除孤立的噪声点。(r，s) 为坐标，xi+r，j+s为滤波窗口 A 中像素点对应的灰度值；0027 (1-2-2) 设置运动检测区域参数：0028 控制器将 A 设置为 1-99 个矩形监测区域，设定运动检测的帧间隔为 B ；0029 (1-2-3) 运动功能检测：0030 控制器设定每个检测区域中的每个宏块内每个象素点为 (x，y)，差值阈值为 Ta ；所述象素点 T 时刻与 T-n 时刻亮度 Y 的差值为 Mx ，y(T) |Yx ，y(T)-Yx ，y(T-n)| ；0031 当 |Yx ，y(T)-Yx ，y(T-n)| Ta，则设定 L 0 ；否则，设定 L 1 ；。

25、控制器利用公式IMsum L 计算并得到宏块差分系数 IMsum；控制器计算每个检测区域中各个宏块差分系数IMsum之和，得到每个检测区域的差分系数值，并进一步计算得到滤波器窗口 A 的差分系数Asum；0032 (1-2-4)0033 控制器每间隔 B 帧利用步骤 (1-1-3) 对当前图像进行检测；当任一个摄像头的图像的 Asum阈值，则控制器控制第二报警灯闪烁；当所有摄像头的图像的 Asum阈值，则控制器控制第二报警灯停止闪烁；0034 (1-3) 软件断煤检测：0035 (1-3-1) 存储器中设有具有 11 个输入节点 X X1，.，X11、单隐藏层为 9 个节点 Y Y1，。

26、.，Y9、1 个输出节点 Z 的 BP 神经网络模型，其中，存储器中存储有 q 条学习样本，网络性能目标误差 SSE 0.00001，训练步数至少为 d 步；0036 (1-3-2) 初始化 BP 神经网络模型：0037 (1-3-2-1) 权重与阀值初始化：控制器利用 Gauss 随机函数产生满足正态分布、均值为 0、方差为 1 并且取值范围在区间 0，1 中的随机数初始化权重 Wij、阀值和j，i 1，11 ；j 1，.，9 ；设定网络性能误差为；0038 (1-3-2-2) 变量归一化：控制器中设有与 11 个输入节点 X1，.，X11 中分别对应的11组XMax和XMin，控。

27、制器利用公式 X (X-XMin)/(XMax-XMin) 分别计算 q 条学习样本的X1，.，X11 的归一化值 X1，X 2，.，X11；0039 控制器中设有与输出接点 Z 相对应的 Zmax和Zmin，控制器利用公式 Z (Z-ZMin)/(ZMax-ZMin) 计算 q 条学习样本的 Z 的归一化值 Z ；得到经过归一化的 s 组学习样本；0040 (1-3-3) 训练 BP 神经网络模型：0041 (1-3-3-1) 控制器向 BP 神经网络模型中输入第 s 组学习样本，s 初始值为 1，设定第 s 组样本的目标输出值为 Z ；0042 利用公式计算隐藏层神经元输出；004。

28、3 利用公式计算输出层神经元实际输出Zr；其中，函数说明书CN 104483714 A4/8 页80044 利用公式计算单个样本偏差 Es；0045 (1-3-3-2) 从输出层开始逐层反向调整权重和阀值：0046 控制器使输出层的权重 Wj增加 0.6Yj+0.45Wj， Wj为前次调整增加的权重，Wo 0 ；其中， (Z -Zr)Zr(1-Zr)，0047 控制器使隐藏层的权重增加 0.6jXi+0.45Wij；0048 其中，jYj(1-Yj)(jWj)；0049 (1-3-3-3) 当 s q，使 s 值增加 1，返回步骤 (1-3-3-1) ；否则转入步。

29、骤(1-3-3-4) ；0050 (1-3-3-4) 利用公式计算总误差 Et，其中 p 为样本序号；0051 当Et 或学习步数小于 d，训练结束，得到训练好的 BP 神经网络模型；否则转入步骤 (1-3-3-1) ；0052 (1-3-4) 控制器实时采集主汽流量、给水流量、给煤量、床温、炉膛负压、一次风压、一次风机电流、二次风压、二次风机电流、引风机电流和排烟温度 11 个工艺参数，利用步骤 (1-2-2-2) 对 11 个工艺参数进行归一化处理，并将各个经过归一化处理的工艺参数送入训练好的 BP 神经网络模型的 11 个输入节点中，得到模型输出值 Zr，再利用公式 V Zr(ZM。

30、ax-ZMin)+ZMin反归一化得到实时氧含量 V，控制器计算其中 V1为存储器中设定的与当前主汽流量相关的目标氧含量；0053 (1-3-5) 当持续时间超过 T1秒，则控制器控制第三报警灯闪烁；0054 当持续时间超过 T2秒，则控制器控制第三报警灯停止闪烁；0055 (1-4) 当第一、第二、第三报警灯全部闪烁或任意两个闪烁，控制器做出断煤判断，并控制报警喇叭报警。0056 作为优选，当主汽流量为 29至 31.5时，V1为 8.2至 8.9 ；当主汽流量为37.5至 41时，V1为 7.5至 8.1 ；当主汽流量为 47.5至 53时，V1为 6.7.5至7.1 ；当主汽。

31、流量为 57.5至 61时，V1为 5.7.5至 6.1 ；当主汽流量为 67.5至73时，V1为 4.65至 5.2 ；当主汽流量为 78.5至 83时，V1为 4.0至 4.4 ；当主汽流量为 87至 92时，V1为 3.5至 3.9 ；当主汽流量为 92至 100时，V1为 3.3至 3.5。0057 作为优选，q 为 500 至 560。0058 作为优选，c 为 1.18 至 1.32 ；d 为 10000 至 11200。0059 作为优选，T1为12至17；T2为2至3。0060 因此，本发明具有如下有益效果：0061 (1) 检测准确性高，有效避免误操作；0062 (2) 。

32、提高了锅炉运行的安全性和稳定性；说明书CN 104483714 A5/8 页90063 (3) 可调性好，适用性好。附图说明0064 图 1 是本发明的一种结构示意图；0065 图 2 是本发明的一种原理框图；0066 图 3 是本发明的实施例的一种流程图；0067 图 4 是图 1 中 A 处的一种放大的结构示意图。0068 图中：控制器1、报警喇叭2、接煤板3、条形孔4、杠杆5、弹性密封套6、设于竖杆上的重锤 7、铰接板 8、限位挡板 9、限位开关 10、固定杆 11、伸缩杆 12、连接套 13、长度调节通孔 14、上螺帽 15、上挡板 16、下挡板 18、下螺帽 19、配重。

33、盘片 17、L 形板 20、支撑板 21、弹簧22、触头 23、托架 24、煤仓 25、竖杆 26、第一报警灯 27、第二报警灯 28、存储器 29、摄像头30、第三报警灯 31。具体实施方式0069 下面结合附图和具体实施方式对本发明做进一步的描述。0070 如图 1、图 2 所示的实施例是一种循环流化床锅炉断煤检测装置，包括与锅炉中各个电器件电连接的控制器 1、分别设于锅炉的 8 个煤仓下煤口处的 8 个摄像头 30、存储器29、第一报警灯 27、第二报警灯 28、第三报警灯 31、报警喇叭 2、设于锅炉的煤仓 25 下部内的向下喇叭状张开的接煤板 3、一端穿过设于煤仓侧壁的条形孔 4 并。

34、与接煤板上端铰接的杠杆5、用于封闭杠杆和条形孔之间的间隙的弹性密封套6、与杠杆另一端连接的竖杆26和设于竖杆上的重锤 7 ；杠杆通过铰接板 8 与煤仓侧壁相连接，靠近条形孔上边缘的煤仓侧壁上设有与杠杆配合的限位挡板 9，靠近条形孔下边缘的煤仓侧壁上设有与杠杆配合的限位开关 10 ；如图 2 所示，控制器分别与存储器、报警喇叭、第一报警灯、第二报警灯、第三报警灯、限位开关和各个摄像头电连接。0071 如图 1 所示，杠杆包括一端伸入煤仓的固定杆 11、伸缩杆 12 和设于固定杆另一端上的连接套 13 ；连接套和伸缩杆上均设有长度调节通孔 14，连接套通过螺栓与伸缩杆连接。0072 竖杆下部设有螺。

35、杆，所述螺杆上由上至下依次设有上螺帽 (15)、上挡板 16、下挡板 18 和至少一个下螺帽 19 ；重锤套设于上挡板、下挡板之间的螺杆上，重锤包括 5 块配重盘片 17 ；螺杆直径大于竖杆的直径。0073 如图 4 所示，限位开关上设有右端向上弯折的 L 形板 20，L 形板左部与设于限位开关上的支撑板 21 铰接，L 形板左端通过弹簧 22 与限位开关相连接，L 形板右端与杠杆相配合；限位开关的触头 23 与 L 形板下表面右部相配合。0074 杠杆下方的煤仓侧壁上设有三角形托架 24，所述限位开关位于托架上。限位挡板呈水平延伸并向下弯折的弯折板状，限位挡板的下边缘的横截面呈圆形。第一报。

36、警灯和第二报警灯均采用频闪灯。0075 如图 3 所示，检测方法包括如下步骤：0076 步骤 100，机械断煤检测：0077 步骤 110，控制器中预先设有安全时间阈值 W ；控制器得到限位开关检测的电信说明书CN 104483714 A6/8 页10号，并计算杠杆持续压下限位开关的触头的时间 T ；当 T W 时，控制器做出当前处于第一预断煤状态的判断；当 T W 时，控制器做出当前为有煤状态的判断；为 12 秒；0078 步骤 120，激活状态下进行第一预断煤控制：0079 当控制器做出锅炉由第一预断煤状态转为有煤状态的判断，则检测装置进入激活状态；0080 在激活状态下。

37、，当 T W 时，控制器控制第一报警灯闪烁；0081 在激活状态下，当 T W 时，控制器控制第一报警灯停止闪烁；0082 步骤 200，图像断煤检测：0083 步骤 210，8 个摄像头分别拍摄下煤口处煤流动的图像，控制器将各个图像存储到存储器中并对图像进行如下处理：0084 控制器利用脉冲响应函数 yij med(xi+r，j+s(r，s) A) 对图像信号 f(x，y) 进行滤波；其中，A 为滤波器窗口，其尺寸为 N (2k+1)(2k+1) ；xij 为图像数集，med 为中值函数，(r，s) 为坐标，xi+r，j+s为滤波窗口 A 中像素点对应的灰度值；0085 步骤 2。

38、20，设置运动检测区域参数：0086 控制器将 A 设置为 1-99 个矩形监测区域，设定运动检测的帧间隔为 B ；0087 步骤 230，运动功能检测：0088 控制器设定每个检测区域中的每个宏块内每个象素点为 (x，y)，差值阈值为 Ta ；所述象素点 T 时刻与 T-n 时刻亮度 Y 的差值为 Mx ，y(T) |Yx ，y(T)-Yx ，y(T-n)| ；0089 当 |Yx ，y(T)-Yx ，y(T-n)| Ta，则设定 L 0 ；否则，设定 L 1 ；控制器利用公式IMsum L 计算并得到宏块差分系数 IMsum；控制器计算每个检测区域中各个宏块差分系数IMsum之和，得到。

39、每个检测区域的差分系数值，并进一步计算得到滤波器窗口 A 的差分系数Asum；0090 步骤 240，0091 控制器每间隔 B 帧利用步骤 230 对当前图像进行检测；当任一个摄像头的图像的Asum阈值，则控制器控制第二报警灯闪烁；0092 当所有摄像头的图像的 Asum阈值，则控制器控制第二报警灯停止闪烁；0093 步骤 300，软件断煤检测：0094 步骤 310，存储器中设有具有 11 个输入节点 X X1，.，X11、单隐藏层为 9 个节点 Y Y1，.，Y9、1 个输出节点 Z 的 BP 神经网络模型，其中，存储器中存储有 q 500条学习样本，网络性能目标误差 SSE 0。

40、.00001，训练步数至少为 d 10000 步；0095 步骤 320，初始化 BP 神经网络模型：0096 步骤 321，权重与阀值初始化：控制器利用 Gauss 随机函数产生满足正态分布、均值为 0、方差为 1 并且取值范围在区间 0，1 中的随机数初始化权重 Wij、阀值和j，i 1，11 ；j 1，.，9 ；设定网络性能误差为；0097 步骤 322，变量归一化：控制器中设有与 11 个输入节点 X1，.，X11 中分别对应的11组XMax和XMin，控制器利用公式 X (X-XMin)/(XMax-XMin) 分别计算 q 条学习样本的X1，.，X11 的归一化值 X1，X 2，.，X11；0098 控制器中设有与输出接点 Z 相对应的 Zmax和Zmin，控制器利用公式 Z (Z-ZMin)/(ZMax-ZMin) 计算 q 条学习样本的 Z 的归一化值 Z ；得到经过归一化的 s 组学习样本；说明书CN 104483714 A。

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