火焰图像采集及分析装置制造方法及图纸

本实用新型专利技术提供一种火焰图像采集及分析装置，其包括：图像采集组件；三通道喷嘴，三通道喷嘴沿三通道喷嘴的径向由内到外依次形成有内环通道、中环通道、外环通道和冷却通道，内环通道、中环通道、外环通道和冷却通道相互独立且间隔设置，图像采集组件穿设于内环通道内，其中：中环通道用于通入燃料；外环通道用于通入气化剂，气化剂与燃料作用产生火焰；内环通道用于通入气化剂，内环通道内的气化剂用于避免图像采集组件受高温及燃料回流影响，并与外环通道内的气化剂一起与燃料作用产生火焰。本实用新型专利技术实现了从火焰内部采集三通道喷嘴的气化火焰的火焰图像，特别是可以有效地对水煤浆或粉煤气化的火焰进行火焰中心信息的采集。

【技术实现步骤摘要】

本技术涉及一种火焰图像采集及分析装置。
技术介绍
煤气化技术将一次能源煤转化为清洁的二次能源，并更进一步应用于IGCC发电(IntegratedGasificationCombinedCycle整体煤气化联合循环发电系统)、多联产系统、合成氨、合成甲醇、生产醋酸和醋酸酐、制氢、燃料电池等领域，实现了煤的洁净和高效利用，是我国能源与环境保护领域的重要技术。经过众多学者和科研人员对煤气化技术的研究和开发，气流床煤气化技术在世界范围内的得到推广和应用。目前，气流床气化技术的代表性成果有：GE(Texaco)气化炉，以水煤浆为原料；Shell气化炉，以干煤粉为原料；多喷嘴对置式(OMB)气化炉，以水煤浆或干煤粉为原料。气流床气化炉在高温下运行，可能存在不正常工况，使炉内温度场分布不合理，导致炉壁局部温度过高，影响气化炉喷嘴和耐火衬里的使用寿命和效率。气化炉内单喷嘴的气化火焰及多喷嘴的撞击火焰对气化炉正常运行具有重要影响，单喷嘴火焰结构畸变和温度场偏移将极大地影响多喷嘴火焰撞击效果，从而造成气化炉内整体温度场的偏移，且喷嘴的偏喷将显著降低耐火衬里使用寿命。现有技术中，传统研究方案多通过外置的工业相机或其它设备从火焰外部对火焰信息进行采集检测，对于气体火焰，由于环境干扰较低，能够采集到火焰中心信息，对于水煤浆或粉煤气化火焰，则无法有效地采集火焰中心信息。
技术实现思路
本技术要解决的技术问题是为了克服现有技术中无法有效地从火焰内部采集火焰中心信息的缺陷，提供一种火焰图像采集及分析装置。本技术是通过下述技术方案来解决上述技术问题：一种火焰图像采集及分析装置，其包括：图像采集组件，所述图像采集组件用于采集火焰的图像；三通道喷嘴，所述三通道喷嘴沿所述三通道喷嘴的径向由内到外依次形成有内环通道、中环通道、外环通道和冷却通道，所述内环通道、中环通道、外环通道和冷却通道相互独立且间隔设置，所述图像采集组件穿设于所述内环通道内，其中：所述中环通道用于通入燃料；所述外环通道用于通入气化剂，所述气化剂与所述燃料作用产生所述火焰；所述内环通道用于通入气化剂，所述内环通道内的气化剂用于避免所述图像采集组件受高温及所述燃料回流影响，并与所述外环通道内的气化剂一起与所述燃料作用产生所述火焰。较佳地，所述图像采集组件包括：工业相机，所述工业相机与所述三通道喷嘴的一端连接；光纤探头，所述光纤探头与所述工业相机连接，且所述光纤探头穿设于所述内环通道内，所述光纤探头中远离所述工业相机的一端靠近所述内环通道的一端。较佳地，所述三通道喷嘴包括内环导管、内环喷头和内环气化剂入口，所述内环气化剂入口设于所述内环导管靠近所述工业相机的一端的外壁上，所述内环导管和内环喷头相连通，且所述内环导管与所述内环喷头的中心轴线位于同一直线，所述内环导管的内腔与所述内环喷头的内腔连通并形成所述内环通道。较佳地，所述三通道喷嘴还包括中环导管、中环喷头和燃料入口，所述燃料入口设于所述中环导管靠近所述工业相机的一端的外壁上，所述中环导管和中环喷头相连通，所述中环导管和中环喷头套设于所述内环导管和内环喷头外，且所述中环导管、所述中环喷头、所述内环导管与所述内环喷头的中心轴线位于同一直线，所述内环导管的外壁与所述中环导管的内壁之间、所述内环喷头的外壁与所述中环喷头的内壁之间形成所述中环通道。较佳地，所述三通道喷嘴还包括外环导管、外环喷头和外环气化剂入口，所述外环气化剂入口设于所述外环导管靠近所述工业相机的一端的外壁上，所述外环导管和外环喷头相连通，所述外环导管和外环喷头套设于所述中环导管和中环喷头外，且所述外环导管、所述外环喷头、所述中环导管与所述中环喷头的中心轴线位于同一直线，所述中环导管的外壁与所述外环导管的内壁之间、所述中环喷头的外壁与所述外环喷头的内壁之间形成所述外环通道。较佳地，所述三通道喷嘴还包括水冷夹套、冷却水入口和冷却水出口，所述冷却水入口和冷却水出口沿所述水冷夹套间隔设置于所述水冷夹套靠近所述工业相机的外壁上，所述水冷夹套套设于所述外环导管和外环喷头外，所述水冷夹套与所述外环导管的中心轴线位于同一直线上，所述外环导管的外壁、所述外环喷头的外壁和所述水冷夹套的内壁环绕形成所述的冷却通道。较佳地，所述三通道喷嘴还包括中心导管和中心喷头，所述中心导管和中心喷头相连通，所述中心导管和中心喷头套设于所述光纤探头外，且穿设于所述内环导管和内环喷头内，所述中心导管、所述中心喷头和所述光纤探头的中心轴线位于同一直线，所述中心导管的内腔与所述内环喷头的内腔连通并形成中心通道。较佳地，所述中心喷头远离所述工业相机的一端与所述光纤探头平齐，所述内环喷头、所述中环喷头、所述外环喷头、所述水冷夹套远离所述工业相机的一端平齐，其中：所述中心喷头远离所述工业相机的一端到所述内环喷头远离所述工业相机的一端的距离为所述中环导管内径的0.5-1倍。较佳地，所述中心喷头的形状为圆台形，所述中心喷头与所述中心导管连接的一端的直径大于所述中心喷头远离所述中心导管的一端，所述中心喷头的外倾斜角度为45-80°；所述内环喷头的形状为圆台形，所述内环喷头与所述内环导管连接的一端的直径大于所述内环喷头远离所述内环导管的一端，且所述内环喷头的外倾斜角度为45-80°；所述中环喷头的形状为圆台形，所述中环喷头与所述中环导管连接的一端的直径大于所述中环喷头远离所述中环导管的一端，且所述中环喷头的外倾斜角度为45-80°；所述外环喷头的形状为圆台形，所述外环喷头与所述外环导管连接的一端的直径大于所述外环喷头远离所述外环导管的一端，且所述外环喷头的外倾斜角度为45-80°。较佳地，所述三通道喷嘴还包括：转接口，所述转接口设于所述中心导管远离所述中心喷头的一端，且用于连接所述中心导管与所述工业相机；内环法兰，所述内环法兰设于所述内环导管远离所述内环喷头的一端，且用于连接所述内环导管与所述中心导管；中环法兰，所述中环法兰设于所述中环导管远离所述中环喷头的一端，且用于连接所述中环导管与所述内环导管；外环法兰，所述外环法兰设于所述外环导管远离所述外环喷头的一端，且用于连接所述外环导管与所述中环导管。较佳地，所述三通道喷嘴还包括：第一定位块，所述第一定位块连接于所述中心导管的外壁与所述内环导管的内壁之间，且沿所述中心导管的轴向间隔分布；第二定位块，所述第二定位块连接于所述内环导管的外壁与所述中环导管的内壁之间，且沿所述内环导管的轴向间隔分布；第三定位块，所述第三定位块连接于所述中环导管的外壁与所述外环导管的内壁之间，且沿所述中环导管的轴向间隔分布。较佳地，所述火焰图像采集及分析装置还包括图像分析装置，所述图像分析装置与所述工业相机电连接，所述图像分析装置用于分析所述工业相机采集的信息。较佳地，所述图像分析装置为计算机。本技术的积极进步效果在于：1、本技术实现了从火焰内部采集三通道喷嘴的气化火焰的火焰图像，特别是可以有效地对水煤浆或粉煤气化的火焰进行火焰中心信息的采集。2、本技术实现了从火焰内部采集三通道喷嘴的气化火焰的火焰图像，以Plank辐射定律为基础，结合光学分层成像和图像处理技术，分析计算火焰的温度场，同时能够分析火焰燃烧状态；从火焰内部对火焰图像进行采集并分析，从而得到内通道火焰温度本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种火焰图像采集及分析装置，其特征在于，其包括：图像采集组件，所述图像采集组件用于采集火焰的图像；三通道喷嘴，所述三通道喷嘴沿所述三通道喷嘴的径向由内到外依次形成有内环通道、中环通道、外环通道和冷却通道，所述内环通道、中环通道、外环通道和冷却通道相互独立且间隔设置，所述图像采集组件穿设于所述内环通道内，其中：所述中环通道用于通入燃料；所述外环通道用于通入气化剂，所述气化剂与所述燃料作用产生所述火焰；所述内环通道用于通入气化剂，所述内环通道内的气化剂用于避免所述图像采集组件受高温及所述燃料回流影响，并与所述外环通道内的气化剂一起与所述燃料作用产生所述火焰。

【技术特征摘要】
1.一种火焰图像采集及分析装置，其特征在于，其包括：图像采集组件，所述图像采集组件用于采集火焰的图像；三通道喷嘴，所述三通道喷嘴沿所述三通道喷嘴的径向由内到外依次形成有内环通道、中环通道、外环通道和冷却通道，所述内环通道、中环通道、外环通道和冷却通道相互独立且间隔设置，所述图像采集组件穿设于所述内环通道内，其中：所述中环通道用于通入燃料；所述外环通道用于通入气化剂，所述气化剂与所述燃料作用产生所述火焰；所述内环通道用于通入气化剂，所述内环通道内的气化剂用于避免所述图像采集组件受高温及所述燃料回流影响，并与所述外环通道内的气化剂一起与所述燃料作用产生所述火焰。2.如权利要求1所述的火焰图像采集及分析装置，其特征在于，所述图像采集组件包括：工业相机，所述工业相机与所述三通道喷嘴的一端连接；光纤探头，所述光纤探头与所述工业相机连接，且所述光纤探头穿设于所述内环通道内，所述光纤探头中远离所述工业相机的一端靠近所述内环通道的一端。3.如权利要求2所述的火焰图像采集及分析装置，其特征在于，所述三通道喷嘴包括内环导管、内环喷头和内环气化剂入口，所述内环气化剂入口设于所述内环导管靠近所述工业相机的一端的外壁上，所述内环导管和内环喷头相连通，且所述内环导管与所述内环喷头的中心轴线位于同一直线，所述内环导管的内腔与所述内环喷头的内腔连通并形成所述内环通道。4.如权利要求3所述的火焰图像采集及分析装置，其特征在于，所述三通道喷嘴还包括中环导管、中环喷头和燃料入口，所述燃料入口设于所述中环导管靠近所述工业相机的一端的外壁上，所述中环导管和中环喷头相连通，所述中环导管和中环喷头套设于所述内环导管和内环喷头外，且所述中环导管、所述中环喷头、所述内环导管与所述内环喷头的中心轴线位于同一直线，所述内环导管的外壁与所述中环导管的内壁之间、所述内环喷头的外壁与所述中环喷头的内壁之间形成所述中环通道。5.如权利要求4所述的火焰图像采集及分析装置，其特征在于，所述三通道喷嘴还包括外环导管、外环喷头和外环气化剂入口，所述外环气化剂入口设于所述外环导管靠近所述工业相机的一端的外壁上，所述外环导管和外环喷头相连通，所述外环导管和外环喷头套设于所述中环导管和中环喷头外，且所述外环导管、所述外环喷头、所述中环导管与所述中环喷头的中心轴线位于同一直线，所述中环导管的外壁与所述外环导管的内壁之间、所述中环喷头的外壁与所述外环喷头的内壁之间形成所述外环通道。6.如权利要求5所述的火焰图像采集及分析装置，其特征在于，所述三通道喷嘴还包括水冷夹套、冷却水入口和冷却水出口，所述冷却水入口和冷却水出口沿所述水冷夹套间隔设置于所述水冷夹套靠近所述工业相机的外壁上，所述水冷夹套套设于所述外环导管和外环喷头外，所述水冷夹套与所述外环导管的中心轴线位于同一直线上，所述外环导管的外壁、所述外环喷头的外壁和所述水冷夹套的内壁环绕形成所述的冷却通道。7.如权利要求6所述的火焰图像采...

【专利技术属性】
技术研发人员：龚岩，于广锁，郭庆华，梁钦锋，薛志村，胡翀赫，代正华，陈雪莉，王辅臣，刘海峰，王亦飞，龚欣，许建良，李伟锋，王兴军，郭晓镭，刘霞，
申请(专利权)人：华东理工大学，
类型：新型
国别省市：上海;31