一种火炬监控系统及其监控方法与流程

本发明涉及石油化工领域，具体涉及一种火炬监控系统及其监控方法。

背景技术：

火炬系统是石油石化企业重要的安全设施，是生产异常处置过程中的最后一道防护线。目前随着国家对安全、环保要求日益提高，火炬排放受到越来越多的重视和关注。美国环保局(epa)2016年更新了40cfr60和63部分法规，对火炬的点火长明灯监测提出了明确的要求：每15分钟内长明灯熄灭时间不得超过1分钟，并且必须设置热电偶等有效的长明灯火焰监测装置。2015年中国发布的《石油化工污染物排放标准》gb31571-2015将火炬系统纳入到化工企业12类vocs排放源之一，要求在任何时候，挥发性有机物和恶臭物质进入火炬都应能点燃并充分燃烧，并应连续监测、记录引燃设施(即长明灯)和火炬的工作状态。

然而，企业现场高架火炬距离地面较远，火炬周边热辐射强，目前缺少有效的火炬长明灯燃烧状态监测技术，不能有效监测点火长明灯的“长燃”状态，无法实现火炬自动可靠点火。因而，实时监控火炬长明灯运行状态，保障火炬气安全、环保燃烧，对于炼厂安全、环保运行具有非常重要的意义。

技术实现要素：

本发明的目的在于提供一种火炬监控系统，该监控系统可高架火炬的火炬长明灯进行实时监控，保证火炬安全燃烧。

本发明为了实现上述目的，采用的技术解决方案是：

一种火炬监控系统，用于高架火炬，包括双光谱摄像机构和火炬控制室，双光谱摄像机构包括红外线摄像机和可见光摄像机，火炬控制室内设置有图像采集系统和数据控制系统，图像采集系统通过线路连接红外线摄像机和可见光摄像机，数据控制系统通过线路与设在高架火炬上的点火机构相连。

优选的，所述火炬控制室上连接有太阳能发电机构，太阳能发电机构包括太阳能电池板、变电箱和蓄电池，太阳能电池板设置在火炬控制室的上端，变电箱和蓄电池设置在火炬控制室内，太阳能电池板通过电线连接变电箱，变电箱通过电线与蓄电池相连。

优选的，所述火炬控制室的上端设置第一支撑机构，红外线摄像机和可见光摄像机设置在第一支撑机构的上端。

优选的，所述高架火炬包括下支撑架体，下支撑架体的上端设置有火炬长明灯，点火机构连接在下支撑架体上。

优选的，所述变电箱通过线路连接数据控制系统，数据控制系统通过线路连接红外线摄像机、可见光摄像机和图像采集系统。

优选的，所述第一支撑机构包括第一撑杆，下撑杆的上端连有第一转轴组件，第一转轴组件的上端设置有第一撑板，红外线摄像机和可见光摄像机通过螺栓与第一撑板固连。

优选的，所述点火机构包括点火器，点火器通过第一点火支架连接在下支撑架体的上部的侧端，点火器通过电线与数据控制系统相连。

本发明的另一目的在于提出火炬监控系统的监控方法。

本发明为了实现上述目的，采用的技术解决方案是：

监控方法，采用上述火炬监控系统，具体包括如下步骤：

步骤一，打开图像采集系统和数据控制系统，红外线摄像机和可见光摄像机开始工作，红外线摄像机和可见光摄像机拍摄目标火炬长明灯的图像；

图像采集系统每隔一秒钟采集一张火炬长明灯的红外线图像和可见光图像，并按照一定的文件编码顺序并保存至本地硬盘；

步骤二，图像采集系统按照编码顺序调取采集到的图像进行分析，当图像采集系统判断火炬长明灯的红外线图像和可见光图像的火焰图像都存在或者存在一个的时候，图像采集系统输出数字信号1至数据控制系统，数据控制系统判断火炬长明灯处于燃烧状态，点火器处于熄灭状态；

步骤三，当图像采集系统连续判断连续多个图像火炬长明灯的红外线图像和可见光图像的火焰图像都不存在时，图像采集系统输出数字信号0至数据控制系统；数据控制系统判断火炬长明灯熄灭，数据控制系统启动点火机构工作，点火器重新点火；

优选的，所述当图像采集系统判断火炬长明灯的红外线图像和可见光图像的火焰图像都存在或者存在一个的时候，数据控制系统控制点火机构停止工作，点火器熄灭。

优选的，所述点火器熄灭后，重复重复步骤二至步骤四，保持火炬长明灯处于燃烧状态。

优选的，所述本地硬盘包括子硬盘和母硬盘，子硬盘设置在控制室内，母硬盘设置在石化企业内的数据库中。

优选的，所述步骤三中图像采集系统采集的红外线图像和可见光图像的火焰图像的个数为4～10个。

本发明的有益效果是：

上述火炬监控系统，对高架火炬上的一直燃烧的火炬长明灯进行实时监控，确保火炬长明灯一直处于燃烧状态，一旦发现火炬长明灯熄灭，运行状态监控系统立刻启动点火机构对火炬长明灯进行重新点火，直至点火成功。

本申请中采用红外+可见光双光谱图像监测系统，对火炬长明灯燃烧状态实时监控，并对点火系统进行自动连锁控制，整个监控系统简单新颖，并且监控系统的识别监控方法简单，可快速响应，避免火炬长明灯长时间不燃烧的情况发生，通过火炬长明灯火焰的监控拍摄，可防止重复点火的情况放生，提高了整体的实用性。

附图说明

图1是火炬监控系统整体结构示意图。

图2是双光谱摄像机构和火炬控制室连接结构示意图。

图3是高架火炬和点火机构连接结构示意图。

图4是太阳能电池板和火炬控制室连接结构示意图。

图5是第一支撑机构和双光谱摄像机构连接结构示意图。

具体实施方式

下面结合附图对本发明进行详细说明：

实施例1

结合图1，一种火炬监控系统，包括双光谱摄像机构1和火炬控制室2，双光谱摄像机构1包括红外线摄像机11和可见光摄像机12，红外线摄像机11和可见光摄像机12设置在火炬控制室2的上方。

火炬控制室2内设置有图像采集系统3和数据控制系统4，图像采集系统3和数据控制系统4通过线路相互连接，图像采集系统3通过线路连接红外线摄像机11和可见光摄像机12，数据控制系统4通过线路与设置在高架火炬5上的点火机构6相连。

火炬控制室2上连接有太阳能发电机构，太阳能发电机构包括太阳能电池板21、变电箱22和蓄电池23，太阳能电池板设置在火炬控制室的上端，变电箱22和蓄电池23设置在火炬控制室内，太阳能电池板21通过电线连接变电箱22，变电箱22通过电线与蓄电池23相连。

火炬控制室2的上端设置第一支撑机构7，红外线摄像机11和可见光摄像机12设置在第一支撑机构7的上端。

高架火炬5包括下支撑架体51，下支撑架体51的上端设置有火炬长明灯52，点火机构6连接在下支撑架体51上。

变电箱22通过线路连接数据控制系统3，数据控制系统3通过线路连接红外线摄像机11、可见光摄像机12和图像采集系统4。太阳能电池板21产生的电，部分直接通过变电箱22为

第一支撑机构7包括第一撑杆71，下撑杆71的上端连有第一转轴组件72，第一转轴组件72的上端设置有第一撑板73，红外线摄像机11和可见光摄像机12通过螺栓与第一撑板73固连。

点火机构6包括点火器61，点火器61通过第一点火支架62连接在下支撑架体51的上部的侧端，点火器61通过电线与数据控制系统4相连。

实施例2

结合图1至图5，火炬监控系统的监控方法，采用上述火炬监控系统，具体包括如下步骤：

步骤一，打开图像采集系统3和数据控制系统4，图像采集系统3和数据控制系统4工作，数据控制系统4控制红外线摄像机11和可见光摄像机12开始工作。红外线摄像机11和可见光摄像机12拍摄目标火炬长明灯的图像，红外线摄像机11拍摄得到火炬长明灯的红外线图像，可见光摄像机12拍摄得到火炬长明灯的可见光图像。

图像采集系统3每隔一秒钟采集一张火炬长明灯的红外线图像和可见光图像，并按照一定的文件编码顺序并保存至本地硬盘，本地硬盘设置在火炬控制室2内。

步骤二，图像采集系统3按照编码顺序调取采集到的图像进行分析，当图像采集系统3判断火炬长明灯的红外线图像和可见光图像的火焰图像都存在或者存在一个的时候，图像采集系统输出数字信号1至数据控制系统4，数据控制系统4判断火炬长明灯处于燃烧状态，数据控制系统4不会控制点火机构6点火，点火器61处于熄灭状态。

步骤三，当图像采集系统3连续判断连续多个图像火炬长明灯的红外线图像和可见光图像的火焰图像都不存在时，图像采集系统3输出数字信号0至数据控制系统4。

数据控制系统4因此判断火炬长明灯熄灭，数据控制系统4启动点火机构6工作，点火器61重新点火；

当图像采集系统3判断火炬长明灯的红外线图像和可见光图像的火焰图像都存在或者存在一个的时候，数据控制系统4控制点火机构6停止工作，点火器61熄灭。

点火器61熄灭后，重复步骤二至步骤四，保持火炬长明灯处于燃烧状态。所述本地硬盘包括子硬盘和母硬盘，子硬盘设置在控制室内，母硬盘设置在石化企业内的数据库中。

实施例3

上述火炬监控系统，对高架火炬上的一直燃烧的火炬长明灯进行实时监控，确保火炬长明灯一直处于燃烧状态，一旦发现火炬长明灯熄灭，运行状态监控系统立刻启动点火机构对火炬长明灯进行重新点火，直至点火成功。

本申请中采用红外+可见光双光谱图像监测系统，对火炬长明灯燃烧状态实时监控，并对点火系统进行自动连锁控制，整个监控系统简单新颖，并且监控系统的识别监控方法简单，可快速响应，避免火炬长明灯长时间不燃烧的情况发生，通过火炬长明灯火焰的监控拍摄，可防止重复点火的情况放生，提高了整体的实用性。

实施例4

打开图像采集系统3和数据控制系统4，图像采集系统3和数据控制系统4工作，数据控制系统4控制红外线摄像机11和可见光摄像机12开始工作。红外线摄像机11和可见光摄像机12拍摄目标火炬长明灯的图像，红外线摄像机11拍摄得到火炬长明灯的红外线图像，可见光摄像机12拍摄得到火炬长明灯的可见光图像。

图像采集系统3每隔一秒钟采集一张火炬长明灯的红外线图像和可见光图像，并按照一定的文件编码顺序并保存至本地硬盘，本地硬盘设置在火炬控制室2内。

图像采集系统3按照编码顺序调取采集到的图像进行分析，当图像采集系统3判断火炬长明灯的红外线图像和可见光图像的火焰图像都存在或者存在一个的时候，图像采集系统输出数字信号1至数据控制系统4，数据控制系统4判断火炬长明灯处于燃烧状态，数据控制系统4不会控制点火机构6点火，点火器61处于熄灭状态。

当图像采集系统3连续判断连续4～10个火炬长明灯的红外线图像和可见光图像的火焰图像都不存在时，图像采集系统3输出数字信号0至数据控制系统4。

数据控制系统4因此判断火炬长明灯熄灭，数据控制系统4启动点火机构6工作，点火器61重新点火。

实施例5

上述红外线摄像机11和可见光摄像机12拍摄目标火炬长明灯的图像，红外线摄像机11拍摄得到火炬长明灯的红外线图像，可见光摄像机12拍摄得到火炬长明灯的可见光图像。

图像采集系统3每隔一秒钟采集一张火炬长明灯的红外线图像和可见光图像，并按照一定的文件编码顺序并保存至本地硬盘，本地硬盘设置在火炬控制室2内。

图像采集系统3按照编码顺序调取采集到的图像进行分析，当图像采集系统3判断火炬长明灯的红外线图像和可见光图像的火焰图像都存在或者存在一个的时候，图像采集系统输出数字信号1至数据控制系统4。

当图像采集系统3判断火炬长明灯的红外线图像和可见光图像的火焰图像都存在或者存在一个的时候，数据控制系统4控制点火机构6停止工作，点火器61熄灭。

在发明的描述中，需要理解的是，术语、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对发明的限制。

当然，上述说明并非是对本发明的限制，本发明也并不仅限于上述举例，本技术领域的技术人员在本发明的实质范围内所做出的变化、改型、添加或替换，也应属于本发明的保护范围。

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