基於火炬視頻實時測量火炬排放系統火炬流量的方法
2023-09-18 11:03:50
專利名稱：基於火炬視頻實時測量火炬排放系統火炬流量的方法
技術領域：
本發明用於火炬排放系統，涉及圖像火焰識別、火焰流量測量，為ー種基於火炬視頻實時測量火炬排放系統火炬流量的方法。
背景技術：
火炬排放系統的目的主要是燃燒來自エ藝的廢氣、將有機碳氫化合物轉發為水蒸氣和ニ氧化碳。就廢氣而言，火炬排放系統被認為是エ廠的「下水道」，各エ藝單位廢氣管線匯集形成較大的管路，最後進入火炬主管線。如果單獨的エ藝單位出現緊急情況，需要將所有的氣體產物從各個単位「傾洩」到火炬排放系統，那麼大尺寸的主火炬管線就需要運輸大量的氣體。火炬流量的測量一直以來都是那些會排放碳氫化合物和其他廢氣的化工、石化、煉油和其他各類エ藝エ廠的需求，傳統的流量測量技術都無法滿足火炬流量測量的高要求。火炬排放的氣體中富含液態烴、瓦斯、酸性氣體的介質，氣體的流動狀態具有瞬時性、突然性和大排量等特點。且排出的氣體是否能成功點燃火炬也是目前技術識別的難度之一。國內目前常用的方法也是採用流量表計量的方法來計算，存在的問題在於介質的不確定性和酸性氣體對流量儀表的損害。火炬燃燒控制受多種因素所限，火炬流量測量是ー個困難的應用，可選擇的測量技術也很少。傳統流量測量技術如差壓、渦街和插入式熱質量流量計都已經試用於火炬氣測量，但是迄今為止尚沒有任何ー種能夠滿足火炬測量的高要求。目前，國內對火炬排放流量測量一直沒有很好的解決方法，由於火炬排放管徑大，一般的流量計口徑無法做到如此大，如果採用節流件的方式進行測量，容易產生大量的壓損，當裝置在不穩定狀態下需要強制排放時，影響排放速度；另外被測介質成份過於複雜，經常氣液混相(帶水)，對於象插入式的熱式氣體流量計，也無法進行測量，同時火炬排放中含有大量可燃性的烴和氫等以及不可燃性的氮等，流量計測量方式也無法確定可燃料部分的量。在當前國家大力倡導節能減排、治理環境汙染，創建可持續發展的和諧社會的國策指引下，積極探索和實施廢氣的有效排放監管非常必要。
發明內容
本發明要解決的問題是目前對火炬排放流量測量一直沒有很好的解決方法，測量時存在火焰介質的不確定性和酸性氣體對流量儀表的損害等問題。本發明的技術方案為基於火炬視頻實時測量火炬排放系統火炬流量的方法，通過監測火炬排放系統中的火焰大小測量實際火炬流量排放數據，包括以下步驟I)、設置網絡硬碟錄像機採集火炬排放系統的火焰視頻，採集的視頻傳輸至圖形工作站；
2)、圖形工作站對採集視頻的每ー幀圖像進行處理，包括圖像預處理、火焰目標特徵點提取；火焰目標特徵點提取後，將特徵點所圍成的不規則圖形採用直方圖的方法計算其面積，得到火焰面積，並計算火焰面積佔整個畫面的比例；3)、將使用火炬排放系統的裝置運行不正常或故障時的輕烴排放量，即裝置滿負荷運行時設計的最大輕烴排放量作為火炬最大量排放量F_，並獲取該狀態下火焰圖像面積佔整個畫面的比例Sniax ；4)、正常測量火炬流量F的排放時，按照步驟2)的方法測得的火焰面積佔整個畫面的比例S就可以計算相應的流量
權利要求
1.基於火炬視頻實時測量火炬排放系統火炬流量的方法，其特徵是通過監測火炬排放系統中的火焰大小測量實際火炬流量排放數據，包括以下步驟 1)、設置網絡硬碟錄像機採集火炬排放系統的火焰視頻，採集的視頻傳輸至圖形工作站； 2)、圖形工作站對採集視頻的每ー幀圖像進行處理，包括圖像預處理、火焰目標特徵點提取；火焰目標特徵點提取後，將特徵點所圍成的不規則圖形採用直方圖的方法計算其面積，得到火焰面積，並計算火焰面積佔整個畫面的比例； 3)、將使用火炬排放系統的裝置運行不正常或故障時的輕烴排放量，即裝置滿負荷運行時設計的最大輕烴排放量作為火炬最大量排放量F_，並獲取該狀態下火焰圖像面積佔整個畫面的比例Sniax ； 4)、正常測量火炬流量F的排放時，按照步驟2)的方法測得的火焰面積佔整個畫面的比例S就可以計算相應的流量
2.根據權利要求I所述的基於火炬視頻實時測量火炬排放系統火炬流量的方法，其特徵是每一幀視頻圖像得到的火炬流量數據以時間-流量坐標系匯合為圖表，得到火炬流量的歷史趨勢，進行發布。
3.根據權利要求I或2所述的基於火炬視頻實時測量火炬排放系統火炬流量的方法，其特徵是圖像預處理包括噪聲濾除、銳化處理、對比度增強和邊緣檢測。
4.根據權利要求I或2所述的基於火炬視頻實時測量火炬排放系統火炬流量的方法，其特徵是採用基於Mean-Shift與Camshift算法相結合的火焰視頻圖像跟蹤方法對火焰視頻中的火焰目標進行識別跟蹤，對識別出的火焰目標提取特徵點，火焰目標特徵點包括角點、特定灰度值點、特徵向量和特徵線段，在火焰目標的邊緣上尋找特徵點，先算出火焰目標的型心，然後將火焰目標邊緣以型心為原點極坐標化，再在火焰目標邊緣上尋找局部最大值點，即得到特徵點，由特徵點圍成的圖形得到火焰面積。
5.根據權利要求3所述的基於火炬視頻實時測量火炬排放系統火炬流量的方法，其特徵是採用基於Mean-Shift與Camshift算法相結合的火焰視頻圖像跟蹤方法對火焰視頻中的火焰目標進行識別跟蹤，對識別出的火焰目標提取特徵點，火焰目標特徵點包括角點、特定灰度值點、特徵向量和特徵線段，在火焰目標的邊緣上尋找特徵點，先算出火焰目標的型心，然後將火焰目標邊緣以型心為原點極坐標化，再在火焰目標邊緣上尋找局部最大值點，即得到特徵點，由特徵點圍成的圖形得到火焰面積。
全文摘要
基於火炬視頻實時測量火炬排放系統火炬流量的方法，使用動態圖像的模式識別技術，用高清攝像機攝取火炬火焰焰心，將攝取目標轉換成圖像信號傳送到圖形工作站中，根據焰心形狀的大小來判斷和計算排空氣體的流量，通過監測火炬排放系統中的火焰大小測量實際火炬流量排放數據。本發明解決了多年來火炬排放無法直接有效測量的難題，其測量精度能達到10％以內，通過火炬排放歷史趨勢，對裝置排放起到很好的監督作用，減少不必要的排放；方便了解火炬排放的實際情況和生產工藝運行情況，對穩定生產，提高裝置的安、穩、長、滿、優運行，具有極高的參考作用。
文檔編號G01F1/00GK102645246SQ20111004003
公開日2012年8月22日 申請日期2011年2月17日 優先權日2011年2月17日
發明者劉璡, 梁維彪, 羅建平, 趙日峰 申請人:中國石油化工股份有限公司