中铝山西分公司计控室　闫丽瑾 杨旭

　　FTV-B型高温内窥式动态火焰工业监视系统，是一种将潜望管从窑炉外壁插入窑炉膛内总体监视动态火焰变化的彩色工业电视监视系统。通过该系统可以在控制室内的监视器屏幕上看到窑炉内火焰燃烧的真实图像。我公司于2002年6月对3#熟料回转窑进行了技术改造，安装了两套FTV-B型工业监视系统，用来监视窑内火焰燃烧和熟料下落的情况。

　　一、FTV-B型工业监视系统的技术参数

　　1.所有部件全部采用耐高温材料，在≤1000℃的环境下能正常工作，所以取消了自动退膛装置及繁琐的电气控制系统，便于维护和使用。
　2.观察范围广，圆视场90°、水平视场72°、垂直视场54°。
　3.保护罩工作环境温度(-10～80)℃，在正常工况下，保护罩内温度超过50℃时自动切断摄像机电源。
　4.系统所需风源的要求:仪表风源压力≥0.3MPa；仪表风源流量≥0.3m³/min；仪表风源温度≤40℃；尘埃粒径≤3μm；含油量≤10mg/m³。

　　二、系统的构成及工作原理

　　该系统主要是由潜望管、摄像机、监视器和控制柜组成，具体框图如图1所示。潜望管内有风套管、镜管和光学系统。窑内图像信号通过潜望管传输出去成像在摄像机的靶面上，摄像机将图像信号转换成电信号通过同轴视频电缆输送给控制室内的监视器和多媒体计算机，在监视器上重现窑内火焰燃烧情况的同时，计算机将图像存贮在硬盘上以便日后查阅。

图1 FTV-B型工业监视系统框图

　　三、潜望管的安装

　　由于该系统的结构和管线比较简单，我公司3#窑用于火焰监视燃烧情况的潜望管采用水平方向安装；熟料下落口的监视要求比较严格，需要观察熟料下落过程和熟料出料口的情况，安装相对复杂，下面介绍一下安装的要求和计算方法。
　　1.开孔处空间及周围要求
　　开孔处水平中心线上方1.4m内不得有任何物体，开孔处正前方2m内不得有任何物体。
　　2.潜望管安装角θ的计算

图2　 窑头罩正面剖面图

图3 潜望管安装角计算图

　　以我公司3#窑为例。窑头罩正面剖面图如图2所示。潜望管安装角计算图如图3所示。设A、B、C、D为熟料下落口的4个点，A′、B′、C′、D′为窑头罩与地板水平面相交的4个点，它们构成的六面体向上延伸。潜望管插入口O点距地板为H，地板距熟料下落口为h，图3中F、G点分别为AB和A′B′的中点，可以得知只有潜望管视轴与OE重合才可以看到熟料下落的全部过程。设OE与铅垂面的夹角为θ，则得出
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过程的条件除潜望管视轴与OE重合外，镜头的圆视场角β还应满足(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°，为圆视场角
为了充分利用镜头的视场，应使(3)和(4)式两边的值接近为宜。所有计算式中的a为窑头罩厚度，大约是3m，b为窑头罩宽度，大约是5.5m，h为地板距熟料下落口，大约是4m。通过计算得出潜望管安装角θ约为25°，距地面安装高度H约为2.4m。如果计算结果不能满足要求，可以适当改变H值重新计算。
这两套系统在我公司投运以来，运行稳定、准确，改善了操作环境，减轻了工人的劳动强度。