中鋁山西分公司計(jì)控室　閆麗瑾  楊旭

　　FTV-B型高溫內(nèi)窺式動(dòng)態(tài)火焰工業(yè)監(jiān)視系統(tǒng)，是一種將潛望管從窯爐外壁插入窯爐膛內(nèi)總體監(jiān)視動(dòng)態(tài)火焰變化的彩色工業(yè)電視監(jiān)視系統(tǒng)。通過(guò)該系統(tǒng)可以在控制室內(nèi)的監(jiān)視器屏幕上看到窯爐內(nèi)火焰燃燒的真實(shí)圖像。我公司于2002年6月對(duì)3#熟料回轉(zhuǎn)窯進(jìn)行了技術(shù)改造，安裝了兩套FTV-B型工業(yè)監(jiān)視系統(tǒng)，用來(lái)監(jiān)視窯內(nèi)火焰燃燒和熟料下落的情況。    

　　一、FTV-B型工業(yè)監(jiān)視系統(tǒng)的技術(shù)參數(shù)

　　1.所有部件全部采用耐高溫材料，在≤1000℃的環(huán)境下能正常工作，所以取消了自動(dòng)退膛裝置及繁瑣的電氣控制系統(tǒng)，便于維護(hù)和使用。
    　2.觀察范圍廣，圓視場(chǎng)90°、水平視場(chǎng)72°、垂直視場(chǎng)54°。
    　3.保護(hù)罩工作環(huán)境溫度(-10～80)℃，在正常工況下，保護(hù)罩內(nèi)溫度超過(guò)50℃時(shí)自動(dòng)切斷攝像機(jī)電源。
    　4.系統(tǒng)所需風(fēng)源的要求:儀表風(fēng)源壓力≥0.3MPa；儀表風(fēng)源流量≥0.3m³/min；儀表風(fēng)源溫度≤40℃；塵埃粒徑≤3μm；含油量≤10mg/m³。    

　　二、系統(tǒng)的構(gòu)成及工作原理

　　該系統(tǒng)主要是由潛望管、攝像機(jī)、監(jiān)視器和控制柜組成，具體框圖如圖1所示。潛望管內(nèi)有風(fēng)套管、鏡管和光學(xué)系統(tǒng)。窯內(nèi)圖像信號(hào)通過(guò)潛望管傳輸出去成像在攝像機(jī)的靶面上，攝像機(jī)將圖像信號(hào)轉(zhuǎn)換成電信號(hào)通過(guò)同軸視頻電纜輸送給控制室內(nèi)的監(jiān)視器和多媒體計(jì)算機(jī)，在監(jiān)視器上重現(xiàn)窯內(nèi)火焰燃燒情況的同時(shí)，計(jì)算機(jī)將圖像存貯在硬盤(pán)上以便日后查閱。
    

圖1  FTV-B型工業(yè)監(jiān)視系統(tǒng)框圖
    

　　三、潛望管的安裝

　　由于該系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)和管線比較簡(jiǎn)單，我公司3#窯用于火焰監(jiān)視燃燒情況的潛望管采用水平方向安裝；熟料下落口的監(jiān)視要求比較嚴(yán)格，需要觀察熟料下落過(guò)程和熟料出料口的情況，安裝相對(duì)復(fù)雜，下面介紹一下安裝的要求和計(jì)算方法。
　　1.開(kāi)孔處空間及周圍要求
　　開(kāi)孔處水平中心線上方1.4m內(nèi)不得有任何物體，開(kāi)孔處正前方2m內(nèi)不得有任何物體。
　　2.潛望管安裝角θ的計(jì)算
    

圖2　 窯頭罩正面剖面圖
    

 圖3  潛望管安裝角計(jì)算圖

　　以我公司3#窯為例。窯頭罩正面剖面圖如圖2所示。潛望管安裝角計(jì)算圖如圖3所示。設(shè)A、B、C、D為熟料下落口的4個(gè)點(diǎn)，A′、B′、C′、D′為窯頭罩與地板水平面相交的4個(gè)點(diǎn)，它們構(gòu)成的六面體向上延伸。潛望管插入口O點(diǎn)距地板為H，地板距熟料下落口為h，圖3中F、G點(diǎn)分別為AB和A′B′的中點(diǎn)，可以得知只有潛望管視軸與OE重合才可以看到熟料下落的全部過(guò)程。設(shè)OE與鉛垂面的夾角為θ，則得出
    tgθ=b/2(H+h)  (1)， 得出
    θ=arctg[b/2(H+h)](2)  h≌4m
    另外，要看到熟料下落的全過(guò)程的條件除潛望管視軸與OE重合外，鏡頭的圓視場(chǎng)角β還應(yīng)滿足(3)式和(4)式的要求。
    水平方向  tg(0.4β)≥a/2H  (3)
    垂直方向  0.3β≥θ        (4)
β=90°，為圓視場(chǎng)角
    為了充分利用鏡頭的視場(chǎng)，應(yīng)使(3)和(4)式兩邊的值接近為宜。所有計(jì)算式中的a為窯頭罩厚度，大約是3m，b為窯頭罩寬度，大約是5.5m，h為地板距熟料下落口，大約是4m。通過(guò)計(jì)算得出潛望管安裝角θ約為25°，距地面安裝高度H約為2.4m。如果計(jì)算結(jié)果不能滿足要求，可以適當(dāng)改變H值重新計(jì)算。
    這兩套系統(tǒng)在我公司投運(yùn)以來(lái)，運(yùn)行穩(wěn)定、準(zhǔn)確，改善了操作環(huán)境，減輕了工人的勞動(dòng)強(qiáng)度。