膠球清洗裝置，凝汽器膠球清洗自動(dòng)監(jiān)測(cè)裝置使用說(shuō)明

膠球清洗裝置，凝汽器膠球清洗自動(dòng)監(jiān)測(cè)裝置使用說(shuō)明，在發(fā)電過(guò)程中，凝汽器管壁出現(xiàn)的不同程度污垢將影響凝汽器換熱，造成機(jī)組真空降低，增加發(fā)電煤耗。目前，大多數(shù)電廠主要是釆用周期性高壓清洗對(duì)結(jié)垢進(jìn)行處理,即膠球清洗。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、膠球及閥門(mén)管路等部件組成的，它借助高壓水流的作用將大于凝汽器冷卻管內(nèi)徑的清潔膠球擠過(guò)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),從而可以實(shí)現(xiàn)延長(zhǎng)冷卻管使用壽命、提高發(fā)電廠經(jīng)濟(jì)效益、保障機(jī)組安全運(yùn)行的目的。而膠球清洗裝置系統(tǒng)清潔效果能否達(dá)到佳，依賴于膠球個(gè)數(shù)是否足量、膠球半徑是否夠大。在運(yùn)行中總是存在這樣那樣的原因?qū)е虑逑催^(guò)程中膠球的堵塞,出現(xiàn)丟球現(xiàn)象或者造成膠球磨損,這都直接影響了清洗效果。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,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,急需開(kāi)發(fā)回收膠球自動(dòng)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)。

針對(duì)膠球清洗裝置系統(tǒng)膠球回收率低、回收膠球數(shù)量檢測(cè)困難等問(wèn)題，對(duì)膠球進(jìn)行計(jì)數(shù)的膠球回收自動(dòng)監(jiān)測(cè)器，并開(kāi)發(fā)了利用水流速度的變化檢測(cè)管道內(nèi)部清洗程度的膠球清洗效果監(jiān)測(cè)器U-1。對(duì)原先的膠球清洗系統(tǒng)進(jìn)行了一系列的內(nèi)部機(jī)械改造，研制岀的新型膠球清洗系統(tǒng)膠球回收率基本上達(dá)到了99%,但其存在的問(wèn)題就是無(wú)法自動(dòng)檢測(cè)膠球的磨損程度。兩家公司的產(chǎn)品在我國(guó)都是按照整套膠球清洗系統(tǒng)售賣(mài)，購(gòu)價(jià)昂貴。課題目的在于開(kāi)發(fā)一種無(wú)需更換原膠球清洗裝置系統(tǒng)，可以直接附加在原設(shè)備上的膠球回收自動(dòng)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)。

1膠球清洗裝置膠球回收自動(dòng)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的硬件配置以及軟件檢測(cè)框圖

自動(dòng)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)示意圖如圖1所示。該系統(tǒng)可以自動(dòng)地監(jiān)測(cè)回收膠球的數(shù)量及其半徑，這樣運(yùn)行人員就可以根據(jù)檢測(cè)結(jié)果適時(shí)地添加或更換膠球，保證膠球的數(shù)量以及質(zhì)量,以期達(dá)到佳的清洗效果。通過(guò)多次試驗(yàn)，攝像機(jī)的佳有效位置及其范圍得以確定，并根據(jù)強(qiáng)度承受力和光照特點(diǎn)選擇了合適的材料。本系統(tǒng)硬件配置如圖2所示，其中透明管道材料為鑄造鋼、光學(xué)玻璃，管道內(nèi)側(cè)不同角度裝有頻閃燈，攝像機(jī)拍攝角度垂直于密封玻璃面，拍攝焦距可調(diào)。

圖1監(jiān)測(cè)系統(tǒng)安裝位置示意圖

本文軟件模塊的任務(wù)就是從一周期的連續(xù)圖像中自動(dòng)檢測(cè)岀所有膠球的數(shù)量及磨損程度。其軟件檢測(cè)框圖如圖3所示。先通過(guò)工業(yè)攝像機(jī)采集膠球連續(xù)圖像，并根據(jù)時(shí)間順序存儲(chǔ);然后利用圖像拼接算法去除每?jī)煞�連續(xù)圖像之間的重復(fù)部分，再進(jìn)行灰度變換、圖像平滑等一系列預(yù)處理過(guò)程去噪,去噪后采用基于小誤差分割法的灰度圖二值化變換對(duì)圖像進(jìn)行分割,得到目標(biāo)明確的分割圖像;后,在此基礎(chǔ)上，進(jìn)行膠球位置定位，獲得膠球的數(shù)量及磨損狀況。

膠球位置定位

眾所周知,光照條件對(duì)圖像處理結(jié)果有著至關(guān)重要的影響。有鑒于此，本裝置在封閉管道內(nèi)側(cè)不同角度配置有一定數(shù)量的頻閃燈，這有效地避免了光照不穩(wěn)定、不均勻現(xiàn)象以及圖像中陰影的出現(xiàn)。在得到分割后的二值化圖像的基礎(chǔ)上,釆用水平/垂直投影變換即可實(shí)現(xiàn)膠球的邊界定位。而所謂水平/垂直投影變換就是將圖像的某行（或某列）投影到水平（垂直）軸,將該行（列）的黑點(diǎn)（或白點(diǎn)）數(shù)目累加起來(lái)。這里根據(jù)需要，將每一列像素的黑點(diǎn)數(shù)相累加得到圖像在水平方向上黑像素點(diǎn)的分布函數(shù),根據(jù)黑像素點(diǎn)的分布，來(lái)確定膠球的上下邊界和左右邊界，從而獲得膠球的數(shù)量以及半徑。定位結(jié)果如圖2所示。

圖2膠球清洗裝置位置終定位結(jié)果

在仿真實(shí)驗(yàn)臺(tái)上，對(duì)300個(gè)樣本球（其中包括280個(gè)完好球,20個(gè)破損球）進(jìn)行循環(huán)監(jiān)測(cè),實(shí)驗(yàn)證明，本膠球監(jiān)測(cè)系統(tǒng)能夠快速、準(zhǔn)確地判斷并顯示回收膠球的數(shù)量及磨損程度，準(zhǔn)確率大于99.5%；在數(shù)量或完好程度低于規(guī)定閾值時(shí)，能夠給出自動(dòng)報(bào)警信號(hào)；另外,備有歷史記錄，方便工作人員査閱。

隨著國(guó)內(nèi)電廠市場(chǎng)化的加深，節(jié)能降耗工作的進(jìn)一步開(kāi)展，膠球清洗系統(tǒng)的節(jié)能產(chǎn)品需求將越來(lái)越旺盛。而凝汽器清洗膠球回收自動(dòng)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的使用，能明顯地提高發(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。

由于國(guó)內(nèi)一直沒(méi)有此類(lèi)產(chǎn)品，國(guó)外進(jìn)口產(chǎn)品價(jià)格昂貴，而且國(guó)外公司都是成套售賣(mài),國(guó)內(nèi)電廠不得不換掉并未完全失效的膠球清洗裝置系統(tǒng)，造成了極大的資源浪費(fèi)。應(yīng)用本產(chǎn)品時(shí)只需作為原膠球清洗裝置系統(tǒng)的附加系統(tǒng)使用，避免了資源浪費(fèi),大大減少了資金。經(jīng)查新本產(chǎn)品的研制國(guó)內(nèi)未見(jiàn)報(bào)導(dǎo)。