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锅炉炉膛火焰电视监视系统锅炉炉膛火焰电视监视系统 用户手册用户手册 型型 号：号：DZHJ-B 工工 号：号：118182 项目编号：项目编号：A016Y 版版 本本 号：号：B 编制：编制： 校对：校对： 审核：审核： 批准：批准： 东东 方方 电电 气气 深圳东方锅炉控制有限公司深圳东方锅炉控制有限公司 2012 年年 03 月月 服务热线：（86）- 800 830 6264 目目 录录 第一篇第一篇 技术说明技术说明.3 前言.3 系统概述.3 性能特点.3 技术参数.4 系统功能.4 系统构成.4 系统设备配置（一头一尾）.7 系统设备.7 安全和注意事项.11 第二篇第二篇 安装调试安装调试.12 设备安装.12 设备调试.14 第三篇第三篇 操作使用操作使用.16 控制室的操作、显示.16 现场的操作、显示.16 第四篇第四篇 系统维护系统维护.17 日常维护.17 常见故障及分析.17 附件附件 第第一一篇篇 技技术术说说明明 前言前言 “DZHJ 型锅炉炉膛火焰电视监视系统”是深圳东方锅炉控制有限公司在吸 取国内外先进技术的基础上，自行开发研制出的一种内窥式锅炉炉膛火焰电视监 视系统。该系统将摄像镜管部件部分地插入锅炉炉膛，从炉壁上部总体监视炉膛 内燃烧状态，其视场内可看到整个炉膛的火焰情况。运行人员在集控室通过彩色 电视监视器能观察到炉膛火焰的真实图像。在锅炉点火、低负荷运行或发生危害 锅炉正常运行的故障时,该系统有助于防止锅炉炉膛灭火放炮，是锅炉安全、经 济、可靠运行不可缺少的设备。适用于电站各类型锅炉：四角喷燃、对冲、W 火 焰及流化床锅炉。 系统系统概述概述 DZHJ 气冷内窥式高温工业电视系统采用微气量保护方式，通过电动执行器 将摄像镜管伸入到高温炉膛内获取炉内图像，并将图像信号传输至监视器的特种 工业电视系统。系统采用结构化设计，安装维修便捷，环境适应性强，抗干扰能 力强，耐高温耐腐蚀，视场角大，图像清晰，用气量少，使用寿命长。 性能特点性能特点 采用专门研制的特种耐高温针孔镜头,视场角大(90),分辨率高(32 线对/mm), 镜片采用耐高温材料制造,最前端为蓝宝石镜片,极大提高了镜头的耐高温性 能、抗污染能力和使用寿命； 摄像镜管无需水冷却，也不需微型制冷器，只要少量压缩空气或氮气吹扫镜 头。高温镜头具备自清洁功能，克服了传统水冷却摄像镜管易堵塞、腐蚀、 漏水及管路复杂、易损坏、使用寿命短等缺点。同时，由于无需铺设冷却水 管道，安装维护简单、工程费用少； 摄像镜管防护罩采用特种耐高温耐腐蚀材料及特殊的结构设计，有效保护高 温光学镜头及摄像机，摄像镜管结构设计合理简单，维护方便,使用寿命长。 采用重力式自锁炉门，结构简单动作可靠，不会因炉门受热变形产生机械故 障，在冷却保护夹套退出炉膛后能自动关闭窥视孔以密闭炉膛； 图像采集单元采用先进的低照度、高动态范围、高清晰度彩色 CCD 摄像机， 配合我公司开发的可以遥控调节光圈的高温镜头，保证清晰观察炉膛内部图 像； 电动执行器采用永磁低速同步电机驱动及先进的链条式传动，动作灵活自如， 可电动/手动两用，克服了传统的丝杠螺母结构容易变形卡死的情况，整个系 统结构简单、紧凑、精致，重量轻； 现场及控制室均可以对摄像镜管进退及镜头光圈大小进行控制。当压缩空气 压力低于设定值或摄像镜管内部温度高于设定值时，摄像镜管能够自动退出 炉膛，观察孔自动关闭并送出报警信号。 技术参数技术参数 摄像镜管最高工作温度： 2000 摄像镜管工作行程： 600mm 镜头视场角： 90 综合分辨率： 400TVL 图像制式： PAL 25 帧/秒 视频输出: 1.0Vp-p75 BNC 端子 信 噪 比： 46dB（AGC 功能关闭） 环境温度: -1055 相对湿度: 95% （25） 电源功耗： AC220V（10%）/50Hz 400W 系统功能系统功能 实时显示锅炉炉膛点火、燃烧及其他状态彩色/黑白清晰图像； 摄像镜管采用压缩空气冷却防护； 摄像镜管采用电动进、退控制； 在集控室内或锅炉现场均可对系统进行操作，控制摄像镜管进、退，调整光 圈大、小； 为保护探头安全，设计双重传感监测保护，当冷却用压缩空气压力低于设定 值或高温光学镜头温度超过设定值时，摄像镜管均能自动退出高温工作区； 提供 DCS 系统控制接口。 系统构成系统构成 DZHJ 气冷内窥式高温工业电视系统主要由前端设备、信号传输电缆、控制 显示三部分构成。前端设备包括：高温摄像镜管总成（特种耐高温光学镜头、高 分辨率 CCD 摄像机、特种耐高温耐腐蚀保护套） 、炉门、电动执行器、系统控制 柜等；信号传输电缆包括：视频电缆、控制电缆；控制及显示包括：远操器、画 面切换器、监视器。 DZHJ 气冷内窥式高温工业电视系统在电站锅炉主要有三种应用构成模式， 构成图及应用场合简要说明如下： 图 1 DZHJA 型 DZHJA 型（一头一尾）：应用于一台锅炉安装一套内窥式高温工业电视系统。 图 2 DZHJB 型 DZHJB 型（两头一尾）：应用于一台锅炉安装两套内窥式高温工业电视系统， 图像显示方式采用切换或双画面合成。 图 3 DZHJD 型 DZHJD 型（四头一尾）：应用于一台锅炉安装四套内窥式高温工业电视系统， 图像显示方式采用切换或四画面合成。 系统设备配置（一头一尾）系统设备配置（一头一尾） 序号设备名称单位数量备注 1 耐高温摄像镜管台 1 进口摄像机、高分辨率 2 炉门只 1 重力自锁 3 电动执行器台 1 电动/手动两用 4 系统控制柜台 1 5 远操器台 1 6 监视器台 1 可选择专业监视器或电视机 7 不锈钢软管根 2 8 配套电缆套 1 9 画面合成器台 1 选配，应用于扩展型 B、D 表 1 设备配置 系统设备系统设备 1. 摄像镜管摄像镜管 摄像镜管是 DZHJ 气冷内窥式高温工业电视系统的核心设备，由彩色 CCD 摄像机（或黑白 CCD 摄像机） 、高温光学镜头、高温保护套、温度传感器等部 分组成。 CCD 摄像机：摄像机： 摄像机采用固态成像器件，即电荷耦合器件，简称 CCD 。CCD 将光学镜 头成像面分解成几十万个像素，经光电电荷转换后，转移输出，最后形成视频信 号。CCD 摄像机可靠性高、寿命长、无隋性、体积小、重量轻，图像清晰、色 彩鲜艳、失真小。 技术参数： 像面尺寸： 1/3 分 辩 率： 480 TVL 视频输出： 1.0 Vp-p，75 信 噪 比： 46 dB （AGC OFF） 行 频： 15，625Hz 场 频： 50Hz 供 电： 12VDC 功 耗： 3W 高温光学镜头：高温光学镜头： 高温光学镜头是特种高温针孔式光学镜头，有轴向和转角两种形式，对于电 站锅炉主要应用转角镜头。高温镜头设计采用中继物镜两次成像系统，成像面在 远离观察孔的摄像机 CCD 靶面上，最大限度减少进入摄像机的辐射热。镜片采 用耐高温材料制造，极大提高了镜头的耐高温性能。 技术参数： 视 场 角： 90 分 辨 率： 32 线数/毫米 重 量： 2Kg 光栏指数： F1.4-C 高温保护套：高温保护套： 高温保护套用来保护高温光学镜头及摄像机，由高品质不锈钢及特种合金材 料制成的双层结构的筒体，从控制箱输出的压缩空气接入高温保护套进气口，吹 扫冷却镜头及摄像机。正常工作时过滤减压阀压力调定范围 0.250.3MPa。 冷却保护压缩空气指标要求： 工作压力： 0.5MPa 流 量： 510M3/h 温 度： 45 品质要求： 无油、无水 2.炉门炉门 炉门是电动执行器安装在锅炉炉壁上的连接部件，它不仅起连接作用，而且 能在摄像镜管退出后自动关闭观察孔门，减少热辐射。 图 4 炉门 3.电动执行器电动执行器 电动执行器是将装载在执行器上的摄像镜管送入或退出炉膛的电动执行机构， 可在现场或集控室操作控制进、退。采用永磁低速同步电机驱动及先进的链条 式传动结构，进退灵活自如，可电动/手动两用，克服了传统的丝杠螺母传动结 构容易变形卡死的情况，结构简单、紧凑、精致，重量轻。当电动执行器（功 率70W）推进时，有卡涩、电机堵转或者进到位限位开关故障，内置进超时装 置（20S）将保护电动机停转；当电动执行器退出时有卡涩、电机堵转或者退 到位限位开关故障，内置退超时装置（20S）将保护电动机停转。 技术参数：技术参数： 工作行程： 600mm 行程运行时间： 20S 外形尺寸： 1000195200mm(长宽高) 重量： 15Kg 当压缩空气压力低于设定值或高温光学镜头温度超过设定值时，电动执行器 执行退动作，自动将摄像镜管从炉膛内退出，保护探头安全。 4.系统控制柜系统控制柜 系统控制柜是 DZHJ 气冷内窥式高温工业电视系统的电气控制装置。对安装 在现场的摄像镜管冷却、密封气源分配、过滤、控制装置。 主要功能如下： 摄像镜管进、退动作的电气控制、驱动； 摄像镜管超温及停气的监测及保护控制动作； 摄像镜管温度的检测、欠压/停气信号的监测； 具有对压缩空气压力进行调压过滤的功能； 配备空气压力传感器，当气压低于设定值 0.25MPa 时，发送报警信号，现 场系统控制柜内保护检测电路接收到报警信号后，发出退动作指令，电动执 行器退，摄像镜管退出炉膛。 5.远操器（选配）远操器（选配） 远操器是 DZHJ 气冷内窥式高温工业电视系统的操作控制设备，安装在集控 室内。远操器可以实现摄像镜管的进退、镜头光圈大小的控制功能，以及工作 状态的显示、报警。 正常情况下，揿动“进”键，电动执行器前进，摄像镜管进入到高温工作区， 到位后， “进”状态指示灯亮。揿动“退”键，电动执行器后退，摄像镜管退出高 温工作区，到位后， “退”状态指示灯亮。 运行过程中，根据火焰监视图像的亮度情况，运行人员可以操作镜头光圈的 “大”/“小”键，保证监视图像效果最佳。 冷却气源压力不够或停气时， “停气”指示灯点亮，系统处于停气保护锁定状态， 气源恢复后，报警自动解除。 摄像镜管内部温度超出设定的最高上限， “超温”指示灯点亮，系统处于保护超 温锁定状态，温度正常后，报警自动解除。 揿动画面选择按键，监视器显示 A 单侧画面、B 单侧画面、AB 合成画面。 6.画面分割器画面分割器 画面分割器外形尺寸 205mm(长)130mm(宽)30mm(高)。 按键说明：按键说明： 四画面模式：四画面模式： 1、短按“1”键，为通道 1 全画面显示； 2、短按“2”键，为通道 2 全画面显示； 3、短按“3”键，为通道 3 全画面显示； 4、短按“4”键，为通道 4 全画面显示； 5、短按“5”键：按第一下，为四画面合成显示；按第二下，循环显示 1、2、3、4 画面； 二画面模式：二画面模式： 1、短按“1”键，为通道 1 全画面显示； 2、短按“2”键，为通道 2 全画面显示； 3、短按“5”键，按第一下，为二画面上下合成显示；按第二下，为二画面左右 合成显示；按第三下，循环显示 1、2 画面； 4、上下、左右合成画面显示时，短按“6”键，按第一下，选定上或左画面，按 “7” 、 “8”键实现上下、左右位置调整；“6”键，按第二下，选定下或右画 面， 按“7” 、 “8”键实现上下、左右位置调整；“6”键，按第三下，退 出位置调整； 菜单操作：菜单操作： 长按“1”键，进入菜单设置，短按“4”键进入子菜单，短按“5” 、 “6” 、 “7” 、 “8”键调整参数，短按“1”键返回“SETUP MAIN MENU”菜单，再次长按 “1”键退出菜单； 7.监视器监视器 监视器是系统的图像显示单元，摄像镜管采集的炉膛内部工况图像，最终在 监视器上显示出来。监视器种类很多，有彩色/黑白专业监视器、彩色/黑白电视 机、等离子监视器、液晶、大屏幕投影等。 监视器的标准配置是彩色专业监视器或彩色纯平电视机，可以根据用户的具 体需求确定监视器的选型。 8.DCS I/O 清单清单 序号序号 A 侧侧 信号名称信号名称 DCS I/O 类型类型 序号序号 B 侧侧 信号名称信号名称 DCS I/O 类型类型 1 执行器推进 DC1 DC2 DO1 执行器推进 DC1 DC2 DO 2 执行器退出 DC1 DC3 DO2 执行器退出 DC1 DC3 DO 3 执行器进到位 Q2 P5 DI3 执行器进到位 Q2 P5 DI 4 执行器退到位 Q2 P6 DI4 执行器退到位 Q2 P6 DI 5 停气报警 Q2 P7 DI5 停气报警 Q2 P7 DI 6 超温报警 Q2 P8 DI6 超温报警 Q2 P8 DI 7 光圈+ DC1 S5 DO7 光圈+ DC1 S5 DO 8 光圈- DC1 S6 DO8 光圈- DC1 S6 DO 9 视频选择 QA QG DO9 视频选择 QB QG DO 合成视频选择 QH QG DO 安全和注意事项安全和注意事项 1. 禁止擅自拆卸摄像机及高温光学镜头； 2. 禁止以摄像机瞄准太阳或强光； 3. 禁止在没有冷却气源的情况下，强行将摄像镜管伸入高温炉膛； 4. 安装和维修必须由有经验的专业人员或在其指导下进行。 第第二二篇篇 安安装装调调试试 设备安装设备安装 DZHJ 气冷内窥式高温工业电视系统设备的安装需在专业技术人员的指导下 或对安装人员进行简要培训后实施。整套系统安装简单、便捷。 安装步骤参见图 5： 安装前的准备工作 安装现场设备安装集控室设备敷设电缆及配置冷却气 源管路 安装炉门 安装电动执行器 安装系统控制柜 安装摄像镜管 安装远操器 安装监视器 敷设现场到集控室电缆， 包括：视频、控制及电 源电缆 敷设现场设备之间控制、 通讯电缆 配置冷却气源管路 设备的配电 接线、校线、联机调试 试运行、现场技术培训 图 5 安装步骤示意图 1.安装电动执行器安装电动执行器 电动执行器通过 8 个 M1030 的螺栓固定在炉门上。安装过程中，尽量保 持电动执行器和炉门前端孔中轴线平行。 2.安装系统控制柜安装系统控制柜 系统控制柜外形尺寸参见图 6。 系统控制柜一般采用立式安装，有些场合可以固定在墙壁或柱体上。采用立 式安装须制作安装支架，安装支架高度不大于 1500mm，安装支架下端焊接在 平台钢板上。 技术要求： 系统控制柜的建议安装位置在执行器 3m 范围内。 安装支架材料用 4 号角钢，结构牢固，支撑平稳。 图 6 控制箱外形尺寸图 3.安装摄像镜管安装摄像镜管 摄像镜管的安装极为便捷，将摄像镜管置入电动执行器探头紧固环中，用扳 手拧紧螺母即可。 注意事项：注意事项：调整电动执行器探头紧固环来调整夹持位置，确保探头中轴线和炉调整电动执行器探头紧固环来调整夹持位置，确保探头中轴线和炉 门前端孔中轴线平行。镜管伸进炉膛内壁长度在门前端孔中轴线平行。镜管伸进炉膛内壁长度在 60mm 左右，不能超过左右，不能超过 70mm。详见安装图纸！。详见安装图纸！ 测量方法：测量方法：就地取用一根一米左右，直径就地取用一根一米左右，直径 3mm 左右的铁丝，前端折一截左右的铁丝，前端折一截 50mm 左右的直角，然后从炉门伸入炉膛，用手感觉反勾住墙箱预埋管管口即左右的直角，然后从炉门伸入炉膛，用手感觉反勾住墙箱预埋管管口即 可，在铁丝上标记下此时与炉门外沿相齐的位置可，在铁丝上标记下此时与炉门外沿相齐的位置 1。抽出铁丝后测量出记号。抽出铁丝后测量出记号 1 处处 与前端折角处的距离与前端折角处的距离 A，在此距离上加上，在此距离上加上 60mm 就是镜管伸入炉膛后镜管前端就是镜管伸入炉膛后镜管前端 到炉门外沿的距离到炉门外沿的距离 B，在镜管上测量距镜管前端的距离，在镜管上测量距镜管前端的距离 B，并做好记号，并做好记号 2，这时，这时 只要调整镜管夹持位置，在执行器进到位时记号只要调整镜管夹持位置，在执行器进到位时记号 2 与炉门外沿相齐即可，这样就与炉门外沿相齐即可，这样就 可以保证镜管伸入炉膛的距离在可以保证镜管伸入炉膛的距离在 60mm 左右。左右。 4.配置冷却气源管路配置冷却气源管路 DZHJ 气冷内窥式高温工业电视系统现场设备的冷却保护有两路气源输出， 一路冷却镜管，一路冷却摄像机防护罩；由于冷却防护罩需要的冷却气源流量很 小，保证有气流即可，故需安装手动球阀，来控制流量和噪音。 5.安装远操器及监视器安装远操器及监视器 远操器可以采用盘面安装和盘面背装方式。 盘面安装开孔尺寸为 137mm137mm，远操器外形尺寸 144mm144 mm300 mm。 监视器有三种安装方式：盘面嵌入式、吊挂及台面放置。 根据发电厂的实际情况并结合美观使用的原则，一般采用盘面嵌入式安装方 式。盘面嵌入式安装方式监视器开孔及托架制造示意参见图 7。 D W 仪表盘 监视器开孔 监视器托架 hH L 图 7 监视器盘面安装开孔及托架 6.敷设电缆敷设电缆 DZHJ 气冷内窥式高温工业电视系统电缆配置有控制电缆、视频电缆及现场 设备间电缆，动力电缆由用户自备。 注意事项：注意事项： 距热源较远； 和大功率电缆间有较好隔离, 防止强电干扰； 切勿挤压电缆, 切勿锐角弯曲、缠绕； 电缆正确连接。 设备调试设备调试 特别说明：特别说明：设备安装结束后（包括所有的接线工作） ，仔细校对所有的连接电缆 和端子，保证接线正确无误。 设备的调试分控制功能调试和监视图像效果调试。在调试过程中，要求用户 操作、维护人员直接参与，并进行现场技术培训。 控制功能调试的步骤和方法参见图 8。 YES NO YES NO YES NO YES NO 图 8 控制功能调试步骤 监视图像的效果调试参见图 9。 调试工作 开启主电源（工业电视系统电源） 、系统控制柜、远操器电源。 正常情况下：远操器“电源监视” 、系统控制柜“电源”指示灯亮。 揿动系统控制柜内操作单元面板上探头“进” 、 “退”按键，验证电动执行 器是否进退正常。调整时间继电器时间：调整时间继电器时间：KT1（20S） 、KT2（20S） ，整定，整定 压力开关压力开关 SP 动作值为动作值为 0.25MPa，过滤减压阀压力调节，过滤减压阀压力调节 0.250.3MPa。 揿动系统远操器面板上探头“进” 、 “退”按键，验证电动执行器是否进退 正常。 进入故障检查 揿动系统远操器面板上光圈“大” 、 “小”按键，验证摄像探头光圈是否大 小变化（监视图像由暗到亮、由亮到暗的变化） 。 进入故障检查 设定气源控制柜压力传感器下限报警值为 0.25MPa。 模拟测试报警保护功能：短接温度传感器输入、短接压力传感器输出，摄 像探头是否自动退出或锁定（不能推进） 。 进入故障检查 控制功能调试结束 进入故障检查 调试准备工作 锅炉没有开启时，在锅炉最上层燃烧器边缘处安放 4 只照明灯，验证监视 图像位置是否合适。若不合适，调整镜头成像面位置：松开锁紧环，调整 镜头和摄机机 CCD 像面位置，图像合适后，锁紧。 摄像探头瞄准照度较强的目标，观察图像是否清晰，若不清晰，调整镜头 焦距，直至图像清晰。 模拟强光环境（500W 白炽灯） ，调整镜头光圈，直至监视图像效果最佳。 说明：该步骤可以不做，待锅炉开启后由运行人员自行调整（通过远操器 遥控） 。注：在锅炉高负荷运行时，炉膛内亮度很高，光圈调整也是对摄注：在锅炉高负荷运行时，炉膛内亮度很高，光圈调整也是对摄 像机像机 CCD 的一个保护，增加摄像机使用寿命。的一个保护，增加摄像机使用寿命。 图 9 监视图像效果调试 第第三三篇篇 操操作作使使用用 DZHJ 气冷内窥式高温工业电视系统的设计充分考虑操作使用的简单、便捷， 在现场和集中控制室都设计操作控制界面，控制探头进退、光圈大小并显示工作 状态。 控制室的操作、显示控制室的操作、显示 控制室配备 1 台远操器，可以实现下述功能： 揿动探头“推进”键，电动执行器电机正转，带动摄像镜管进入炉膛，到位后， 进限位开关断开，电动执行器停止， “进到位”指示灯亮；揿动探头“退出”键， 电动执行器电机反转，带动摄像镜管退出炉膛，到位后，退限位开关断开， 电动执行器停止， “退到位”指示灯亮； 揿动“光圈+”键，镜头电动光圈变大，图像变亮；揿动“光圈-”键，镜头电动光 圈变小，图像变暗。镜头光圈的大小控制调整监视图像的亮度，获取最佳监 视效果。此操作也能对摄像机 CCD 采光元件进行有效保护，增加摄像机使 用寿命。 工作状态显示： “超温”指示灯亮，摄像镜管温度超过设定值； “停气”指示灯亮，冷却气源压力低或停气； “电源监视”指示灯亮，现场电气柜+24VDC 电源正常； “进到位”指示灯亮，摄像镜管处于进到位状态； “退到位”指示灯亮，摄像镜管处于退到位状态。 现场的操作、显示现场的操作、显示 现场操作设在系统控制柜面板，操作单元可以实现下述功能： 按动“推进”按钮，镜管前进，进到位时，