300MWe电厂锅炉炉膛截面温度场中心的实时监测研究

炉内燃烧切圆是四角布置燃烧锅炉衡量炉内燃烧空气动力场结构是否合理的一个重要参数，该文根据以往的研究成果，在截面温度场重建的基础上，提出了截面温度场中心的概念及其计算方法，通过温度场中心在炉膛截面上的位置来反映炉内切圆的分布情况，为进行燃烧调整提供了一个直观依据，并通过引入BP神经网络技术，实现了从炉膛火焰图象到温度场中心的快速映射，克服了温度场重建耗时的不足，满足了现场运行实时监控的要求。     

图像火焰检测系统特点及其应用

阐述了图像火焰检测系统的组成和特点，在性能上与常规火焰检测装置进行了对比分析，表明该图像火焰检测系统能够运用计算机数字图像处理技术对燃烧器火焰图像进行分析，监测锅炉内温度场和浓度场，判断火焰燃烧状态，使运行人员直接观察到火焰图像，掌握燃烧状况，及时对燃烧进行调整，提高燃烧稳定性和燃烧效率。     

最小二乘支持向量机可视化燃烧/排放关联特性的研究

一种基于光学原理的燃烧火焰/温度场测量装置,用以获得实时的炉内燃烧信息,以便实施洁净煤燃烧技术。文中以可视化火焰检测系统对电站锅炉燃烧火焰和温度场进行监测的研究。通过测量,得到了数值化的火焰/温度场信息,对燃烧火焰的图像进行了分析,提取了不同单色波波长下的火焰图像的平均灰度、方差、熵、火焰丰度、能量、最高灰度等特征量,计算得到了温度分布。为了建立锅炉排放与火焰参数及燃烧温度的关系,利用最小二乘支持向量机原理,以火焰参数为主要判据,将得到的表征燃烧的特征量作为最小二乘支持向量机的输入,对NOx排放量进行了预估。结果表明,估计值与实测值具有一致性。     

图像火焰检测系统特点及其应用

阐述了图像火焰检测系统的组成和特点,在性能上与常规火焰检测装置进行了对比分析,表明该图像火焰检测系统能够运用计算机数字图像处理技术对燃烧器火焰图像进行分析,监测锅炉内温度场和浓度场,判断火焰燃烧状态,使运行人员直接观察到火焰图像,掌握燃烧状况,及时对燃烧进行调整,提高燃烧稳定性和燃烧效率.     

基于炉膛温度场测量与热平衡分析的未燃尽碳预测模型

该文以基于火焰图像处理的温度场测量技术对炉膛火焰的温度分布进行了测量，并以此测量结果对锅炉炉膛进行了热平衡分析。在此基础上，提出了锅炉燃烧过程中未燃尽碳的在线预测模型，并将模型预测结果与炉膛三维温度场计算的结果和灰分析的结果进行了比较验证。该模型的预测结果与灰分析的结果基本相近，可以作为锅炉燃烧的在线经济性评价标准。     

基于改进微粒群算法重建炉膛截面温度场

煤粉锅炉炉膛火焰温度场的测量是燃烧调整的基础，对于锅炉燃烧经济性、安全性诊断以及优化运行有着重要的意义。文中利用4个面阵CCD镜头来获取火焰图像的数字信号，在分析测试系统物理模型和炉膛火焰温度分布规律的基础上，建立了非线性优化数学模型，并对其利用基于向量评估的改进微粒群算法进行了求解。为验证测试模型的正确性，进行了数值模拟，并且，在某电站350MW锅炉上进行了多负荷工况下的实际测试。结果表明，重建的温度场可以作为燃烧诊断和优化运行的重要依据。     

双色法火焰监测分析技术用于火焰温度场的实测试验

开发了一种新型的双色法火焰监测分析系统，并在一台燃气试验炉上对部分预混的甲烷－空气燃烧火焰进行了温度场的空间实时无干扰的测定演示。在线测量结果表明：当提高的空气量保持不变时，随着甲烷流量的增加，甲烷燃烧速度加快，火焰监测系统所测定的火焰温度升高，当甲烷流量保持不变，风速开始增加时，火焰温度先升高，随后略有降低，这一方面由于增加的空气带走了大量的热量，同时，火焰中烟灰颗粒浓度的不足，会引起所测火焰的温度降低。     

运用彩色 CCD 双色信息测量燃烧火焰的温度场

由彩色ＣＣＤ获取的火焰图像包含红、绿、蓝三色亮度值。通过试验和理论的分析,提出了一种不需参考点而直接利用彩色ＣＣＤ的双色亮度进行温度场计算的方法,并进行了误差分析。对试验炉的计算结果表明,此方法具有较高精度,可以运用于火焰的温度场计算和燃烧诊断。图８参１０     

采用辐射能信号的电站锅炉燃料调节对象建模及控制仿真研究

针对目前电站锅炉燃料调节对象基本上采用蒸汽参数进行控制的特点，本文采用全炉膛看火电视装置加上计算机图象采集与处理系统获取代表炉内辐射能水平的火焰辐射图象，将其平均灰度值作为中间被调量，与蒸汽压力一起，建立电站锅炉燃料调节对象的数学模型，并通过现场测试，初步确定了模型的参数。在此基础上．构成一种将火焰辐射图象的平均灰度值作为中间被调量的串级燃料控制系统，仿真研究表明该系统能有效地克服燃料侧内扰对蒸汽压力的影响，提高燃烧控制的效率。     

基于图像处理的燃烧诊断和温度场测量系统在300MW电站锅炉上的应用

电站锅炉的火焰检测和诊断技术对于锅炉的安全运行具有至关重要的意义,因此建立了一套基于图像处理的燃烧诊断和温度场测量系统。系统安装在300MW电站锅炉的BC层燃烧器,主要完成图像显示、历史记录、动态趋势预测和温度场计算等。提出了综合运用辐射传热、光学、计算机层析成像（CT）和计算机图像处理等多种技术的截面温度场计算方法。对基本误差也进行了比较和分析。     

单色火焰图象处理技术在锅炉燃烧监控中的应用研究

首先分析了火焰图象处理中单色性选择的意义，然后重点介绍了在200 MW电站锅炉上实现的 炉膛燃烧二维温度分布检测的试验研究。结果显示，即使炉内燃烧工况比较平稳，燃烧温度 的波动幅度也达到180 K；燃烧温度随燃料调节呈现相应变化；过热器壁温及烟气含氧量也 与燃烧温度明显关联。最后简要介绍了在此基础上构成的一种炉膛燃烧三维温度分布检测方 法，以及将反映炉膛辐射能量的图象灰度作为中间被调量构成的一种新型燃料控制方式，展 望了这几种新方法在电站锅炉上的广阔的应用前景。     

一种煤粉炉内断面温度场在线监测系统

建立一种基于可见光辐射测温方法的炉膛断面温度场在线监测系统。在锅炉最上层燃烧器之上的某一断面安装4个炉膛火焰探测器,通过对火焰辐射图像的处理,计算出该断面的温度分布。系统能在1s之内完成温度场的计算、显示、数据存储等多项功能。系统经过黑体炉标定,有较高的测量精度。在两台300MW四角切圆煤粉炉上的检测结果表明,锅炉最上层燃烧器以上7m的炉膛断面温度分布呈单峰分布,在炉膛四角存在低温区,与锅炉运行特征相符合,与热电偶的检测结果相比误差小于4%。     

数字图象处理技术在电厂锅炉燃烧监测中的应用研究

简要介绍了火焰辐射与温度关系的理论和图象数字处理的技术以及将它们结合用于 电厂炉膛火焰动态温度分布测量的方法与实践。讨论了进一步发展的方向和实用化途径。     

基于辐射图象处理的炉膛燃烧三维温度分布检测原理及分析

采用数字化摄象装置从电站锅炉炉膛第三级燃烧空间摄取燃烧辐射圈象时，所得到的二维灰度分布图象实质上是燃烧介质的三维辐射能量通过光学成象的方式在图象传感器（如CCD靶面）二维平面上的某种累积效应，以此原理为基础，本文建立了二维辐射国象和三维辐射能量（温度）分布的数学关系式，并从比色测温法入手，从理论上解决了其中难度较大的从幅射能转换到图象灰度的定量关系问题，使得这种方法变得简单易行。最后对这种方法实施的可行性进行了分析，并讨论了改进测量精度的途径。这种方法容易推广到内燃机燃烧、航空发动机燃烧等场合的三维温度分布检测中。     

基于改进比色测温法的全炉膛火焰监测和燃烧诊断技术研究

从经济实用性出发,提出一种适用于中小煤粉炉改造、基于改进比色测温法的全炉膛火焰监测和燃烧诊断方案,介绍了该方案的系统组成、测温原理和燃烧诊断实验研究,并提出下一步的改进方向。     

基于炉内火焰图像的燃烧诊断方法研究

针对现今电厂采用的锅炉燃烧监控系统所采集的火焰动态图像,提出了一种利于辅助分析的炉内火焰燃烧诊断方法。该方法分析了火焰图像的特点,提出了分析火焰稳定性判别的三个特征量,根据现场图像信号作出数据提取,并对提取结果进行了数据分析。提出一种燃烧稳定性判别方法,该方法利用以上三个特征量作为BP神经网络输入参数,得到输出确定为火焰稳定性系数,然后用模糊判别给出准确的燃烧稳定性综合评估。此方法利用了动态图像的差分特性,动态地分析燃烧过程中火焰锋面变化的状况,为现场锅炉监控人员提供了一种燃烧状态监测方法,方便了现场运行人员及时快捷地对现场状况做出准确迅速的判断和操作。通过对现场图像的人工分析和此方法判别结果比对,证明此方法具有很强的辅助分析功能。     

基于图像法研究燃烧过程的火焰扩散

应用图像测速方法对用高速CCD获取的燃气燃烧火焰图像序列进行图像互相关分析,得到不同管径和不同流量下火焰表面扩张速度场的分布情况,并对火焰卷吸空气时产生的涡流的速度场分布情况进行深入分析,加深了对燃气燃烧过程火焰扩张机理的理解。     

光学厚度对大型炉膛三维温度场重建的影响分析

由于工业炉膛的大尺寸以及炉内介质的消光作用，从火焰图像中重建炉膛内三维温度场时，光学厚度是一个重要的影响因素。文中通过建立的辐射成像模型，根据CCD摄像机得到的火焰温度图像，用Tikhonov正则化方法重建炉膛三维温度分布。针对一台10m′10m′20m的大型炉膛，给出了不同的光学厚度下三维温度场的重建误差，并考虑测量误差、介质辐射参数分布、壁面辐射对炉内温度场重建的影响。结果表明：当光学厚度在1~15范围之内，炉内三维温度场的重建结果较好。