基於圖像識別及大數據分析的橡皮膜煤氣櫃安全運行綜合診斷系統

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基於圖像識別及大數據分析的橡皮膜煤氣櫃安全運行綜合診斷系統由於煤氣櫃的特殊結構，在煤氣櫃的正常運行過程中，活塞隨着充放氣上下移動，會產生一定程度的傾斜、偏移，甚至扭轉，當達到一定程度時，可能撕裂橡膠膜，造成煤氣大量泄漏。當今國內煤氣櫃的安全監測多是考慮煤氣泄漏、櫃體超壓、活塞運行速度監測等常規項目，對活塞運行狀態的在線檢測和綜合判斷還處於空白。

目錄

一、主要技術情況

1、背景意義

目前，煤氣櫃的建設正朝着大型化方向發展，安全運行的要求越來越嚴格，及時、準確的檢測到活塞的異常狀態，綜合分析判斷、故障預警對煤氣櫃安全穩定的運行有着極其重大的意義。

2、主要內容

基於圖像識別及大數據分析的橡皮膜煤氣櫃安全運行綜合診斷系統包括如下技術∶（1）煤氣櫃活塞傾斜在線檢測∶採用高精度多軸傾角測量技術，在線連續測量活塞運行過程中的平面傾斜角度、傾斜高度以及傾斜方向。

（2）煤氣櫃活塞扭轉、偏移在線檢測∶通過設置在橡皮膜煤氣櫃櫃壁及兩層移動裝置上的攝像機及標靶，利用圖像識別技術實時監測到活塞與T擋板、T 擋板與櫃壁間的扭轉與偏移運動。

（3）煤氣櫃活塞全姿態在線監視、安全預警∶用三維動態畫面直觀展示煤氣櫃活塞在傾斜、扭轉、偏移三個維度的運動變化。並對活塞的運動異常及運動趨勢異常實現分級預警，提示操作人員採取相應的措施。

（4）煤氣櫃安全運行綜合診斷∶在活塞全姿態在線檢測數據的基礎上，集合煤氣櫃的櫃位、壓力、活塞升降速度等重要運行參數。採用大數據分析方法，依據煤氣櫃結構特點、運行特點進行關係建模，分析診斷出活塞異常的相關因素，並找出相關因素的異常活躍區間，提醒操作人員作出合理的操作調整。

3、技術原理

基於圖像識別及大數據分析的橡皮膜煤氣櫃安全運行綜合診斷技術能替代人工定期進櫃測量，實現對煤氣櫃活塞姿態的在線檢測和故障診斷。

系統採用高精度多軸傾角傳感器，直接測量活塞面的傾斜。通過圖像識別技術根據活塞與櫃體的標靶圖像變化，得到煤氣櫃櫃內活塞與T擋板以及T擋板與櫃壁的扭轉、偏移運動。

運用大數據分析方法，利用數據庫存儲的活塞異常數據和與其對應的氣櫃重要生產參數，建模求解出活塞異常的關鍵影響參數，得到關聯參數的異常運行區間。系統構建三維動態展示畫面，直觀顯示出活塞全姿態運動數據，並對數據異常和診斷結果進行分級預警提示。

4、技術特點

（1）實時在線監測活塞運行軌跡，減少操作檢修人員進櫃時間；（2）針對活塞運行超限狀態分級預警，活塞故障趨勢預警;

（3）歸集氣櫃運行參數，綜合診斷氣櫃運行異常狀態，給出操作提示∶（4）系統投資成本低廉，安裝、維護簡便;（5）保障氣櫃、管網安全穩定運行，提高生產效率。

二、技術應用情況

本系統已成功應用於武鋼 CSP 轉爐煤氣櫃、萍鄉安源鋼鐵5萬轉爐煤氣櫃、沙鋼5萬8 萬裝爐煤氣櫃、沙鋼東區12 萬轉爐煤氣櫃、沙鋼宏發12萬轉爐煤氣櫃、沙鋼永新5萬轉爐煤氣櫃、山西晉南鋼鐵8萬轉爐煤氣櫃、柳鋼防城港轉爐煤氣櫃等。投用後，可以實現煤氣櫃活塞狀態的實時監測，通過自動化手段減少維護人員的進櫃檢測需求，節約企業的人力成本。同時，對於橡皮膜密封煤氣櫃，活塞運行時的傾斜、扭轉、偏移異常如無法及時檢測調整，橡膠膜易在一個方向上長期處於拉扯受力的狀態，對橡膠膜的使用壽命有較大的影響。採用本系統可提前發現橡皮膜扭轉故障並及時調整，相應延長橡皮膜使用壽命 1-2年。綜上，每年可為企業節約成本約20 萬元。