基于PSO-Powell算法重建炉膛截面温度场的研究

煤粉锅炉炉膛火焰温度场的测量是燃烧调整的基础,对于锅炉的燃烧经济性、安全性诊断以及优化运行有着重要的意义.利用4个面阵CCD获取的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,建立了非线性多目标优化数学模型,并应用PSO算法和文中提出的微粒群.鲍威尔混和算法(PSOPowell)对其进行了求解.并在某电站350 MW锅炉上进行了多负荷工况下的实际测试.结果表明,此混合算法提高了PSO算法的寻优能力,利用其重建的温度场可以作为燃烧诊断和优化运行的重要依据.     

基于自发辐射断层成像技术的二维预混火焰重建

将燃烧诊断中的自发辐射测量与计算机断层成像技术(CT)相结合,可克服自发辐射测量结果为空间积分的缺点,获得火焰的空间结构.首先对投影重建算法进行优化,并利用仿真实验,研究了优化重建算法对重建质量的影响;然后设计并实现了二维预混火焰,测量了OH*和CH*的自发辐射,并重建了火焰结构;最后将重建图像与二维火焰的真实图像进行对比.结果表明,利用燃烧的先验知识,能够进一步优化重建算法,提高重建质量;采用自发辐射断层成像技术(CTC)能够对火焰进行较好的重建,归一化均方根距离参数d和归一化平均绝对距离参数r均能达到10-1的数量级,可以较准确地描述火焰结构.该研究方法可以很方便地扩展到对三维火焰结构的研究.     

基于先验知识的炉内速度场声波法测量研究

采用主动声波法,基于少量测量数据重建切圆燃烧锅炉炉膛空气速度场.从切圆炉内空气速度场服从的物理、数学规律出发,充分利用其有效先验知识使反问题超定,首次提出利用旋转高斯曲面拟合炉内切圆速度矢量场无散分量部分的算法,并结合介质质量守恒定律及相应边界条件,对炉膛二维断面速度场进行了有效重建.在典型的仿真模拟检验基础上,详实的冷态炉膛模型声波法在线测量试验得出了可靠的结果.为该方法进一步研究提供了有效的理论及实验基础.     

炉膛燃烧诊断系统在电站锅炉上的应用

介绍了一种基于火焰图像处理、燃烧器风量精确测量和炉内气氛测量的锅炉燃烧诊断系统的组成、功能及在某350 MW锅炉上的应用。提出了一种炉膛燃烧诊断系统,可对每个燃烧器火焰温度场、组分场及燃烧器配风进行精确测量。通过分析燃烧器出口火焰温度场的分布情况,优化燃烧器配风,使每个燃烧器实现最佳的燃烧工况,在保持较高燃烧效率的同时,降低锅炉NO_x排放。系统可全面实现锅炉燃烧的智能诊断,并对锅炉运行不断优化和改进。     

基于炉膛参数场测量的电站锅炉燃烧稳定性和经济性状态模糊综合评判

分析了炉膛参数对锅炉燃烧稳定性和经济性的影响,提出了从炉膛温度、炉内O2体积分数和CO质量浓度分布这3个方面来判别电站锅炉燃烧稳定性和经济性状态的模糊综合评判方法.以某680MW机组燃煤锅炉为例,进行了基于炉膛参数场测量的锅炉燃烧稳定性和经济性状态模糊综合评判研究.结果表明:该方法能够对任意工况下锅炉燃烧稳定性和经济性状态进行客观有效的评判.     

统计回归方法在电站锅炉氮氧化物排放量监测中的应用

通过对电站锅炉煤燃烧过程中氮氧化物生成模型的分析，确定了与氮氧化物生成量密切相关的锅炉运行参数。使用燃烧火焰图像处理技术和辐射传递方程反演测量，得到炉膛温度场变量。将锅炉运行参数和温度场变量联合构建一个输入数据矩阵，利用偏最小二乘法对锅炉运行过程中的氮氧化物排放值进行估计。并同实测值进行对比。分析结果表明：该种方法可以用于在线实时预测污染物的排放量。图1表3参9     

FPW法测量330MW循环流化床锅炉火焰温度及辐射率

基于快速寻峰法(Fast Searching Peak Wavelength,FPW)原理,研制了水冷光纤探针,对某台330MW循环流化床锅炉稀相区不同高度位置的火焰温度及辐射率进行了测量,并采用FPW法处理测量数据,得到了不同测量位置的火焰温度和辐射率.结果表明:在FPW法测量中,可以用煤粉燃烧火焰温度模型,所得到的循环流化床锅炉火焰温度的最大偏差小于6%;火焰温度和辐射率随炉膛高度的增加而降低;与煤粉锅炉相比,循环流化床锅炉的火焰温度低,辐射率高,辐射换热能力强.     

燃煤锅炉炉膛断面温度场可视化实验研究

在一台300MW燃煤锅炉上进行了炉膛断面温度场可视化实验研究，采用炉膛燃烧数值模拟程序计算沿炉膛高度平均颗粒容积份额的变化，计算出温度场重建所需的辐射参数，由火焰图像重建的炉膛温度场结果表明，燃烧器区域之上某一个断面的温度场呈现典型的单峰分布特征，且其偏料情况与电厂运行经验基本一致；250MW负荷水平下的最高温度比200MW负荷水平下的最高温度高约80K；断面温度场可视化结果刷新一次的时间不超过5s，满足在线监测的要求。     

基于新型测温技术的电站锅炉燃烧优化

为了提高锅炉效率,减少污染物排放,电站锅炉需要进行燃烧优化。以新型测温技术为基础,提出一种包含炉内温度场测量结果的燃烧优化模型,采用模拟退火算法作为燃烧优化控制算法进行优化。以某电厂300 MW锅炉为研究对象,采用仿真的方法对燃烧优化控制算法进行研究,通过对锅炉运行参数受到扰动时的工况进行燃烧优化,验证了模拟退火算法的优化性能。结果表明:在锅炉运行参数受到扰动时,模拟退火算法作为优化算法,能够给出有效的燃烧调整指令,解决扰动产生的问题,使炉膛燃烧状态保持设定的优化状态。     

电站锅炉火焰检测及燃烧诊断技术

电站锅炉的安全运行主要决定于燃烧的稳定性，实时探测燃烧火焰是否稳定，及时作出判断，对电站锅炉安全运行有着重要的实际意义。本文分析了炉膛火焰特征与火焰检测和燃烧诊断的关系，论述了火焰检测的基本原理和方法以及燃烧诊断理论和技术，并对目前火电厂燃煤锅炉应用的各种火焰检测器和燃烧诊断系统进行了分析比较，最后讨论了火焰检测及燃烧诊断技术的进一步研究方向。     

燃尽风配风比例对1000MW超超临界锅炉炉内燃烧过程影响的数值模拟

基于Fluent商业软件平台,对1000MW单炉膛双切圆锅炉的燃烧过程进行了数值模拟,模拟结果与试验结果吻合较好。讨论了炉膛速度场与温度场的发展特点以及相互之间的协同性,同时也探讨了燃尽风投运比例对炉膛温度、炉膛充满度以及飞灰中未燃尽碳数量的影响,得到的经验性结论,可为电厂锅炉的优化运行提供参考。     

基于炉内火焰辐射图像的断面温度场的重建方法研究

讨论了面向炉膛火焰的基于辐射图像的三维断面温度场测量；在分析了测量的辐射物理模型的基础上，提出了优化重建模型，进而提出了将罚函数法、模拟退火法、单纯形法结合起来的切实可行的重建算法。并在某电厂的锅炉上者了验证性的试验。     

炉膛负压异常波动变正压的故障分析与处理

炉膛负压是反映燃烧工况稳定与否的重要参数,是运行中要控制和监视的重要参数之一。炉内燃烧工况一旦发生变化,炉膛负压随即发生相应变化。当锅炉的燃烧系统发生故障或异常时,最先将在炉膛负压上反映出来,而后才是火检、火焰等的变化,其次才是蒸汽参数的变化。因此,监视和控制炉膛负压对于保证炉内燃烧工况的稳定、分析炉内燃烧工况、烟道运行工况、分析某些故障、事故的原因均有极其重要的意义。大多数锅炉采用平衡通风方式,     

红外测温系统在660 MW电厂锅炉应用研究

为解决直接测量电厂锅炉炉膛燃烧层温度困难的问题,开发了炉膛层温红外测温系统,并在国内某660MW超临界机组电厂锅炉上安装并运行。采用该系统可以直接、快速、连续地测量炉膛各燃烧层实时温度,实现了炉膛燃烧状态监测点的前移。基于炉膛各燃烧层温度数据,开展机组超低负荷燃烧适应性测试,最低负荷达到127MW,达到了额定负荷的19. 2%,与未采用该系统的同类电厂相比,每年节省燃油量约60%。     

电站煤粉锅炉火焰监测与燃烧诊断优化控制研究

为保证锅炉安全运行，必须进行切实有效的火焰监测和燃烧诊断措施。基于火焰图像处理技术的电站锅炉火焰监测和燃烧诊断优化控制系统，能够实时在线地监视火焰图像，对火焰图像特征进行分析，对炉内温度场进行重建，同时进行燃烧稳定性、经济性和清洁性的判断，提出运行建议，并利用炉内辐射能信号响应灵敏、迅速的特点将其作为负荷控制的前馈信号，接入DCS控制逻辑中以提高锅炉的负荷响应能力和抗干扰能力。     

声学测温系统在200MW电站锅炉中的应用研究

为了实现炉膛温度场实时在线监测,在前期单路径声学高温计试验成功的基础上开发了多路径声学测温系统,并首次在国内某电厂的200 MW机组锅炉上进行了安装调试.结果表明：基于相位变换加权的互相关算法,可以有效去除冷态条件下炉膛强混响影响,准确得出声波飞渡时延估计值;经过热态试验验证了该系统的稳定性和可靠性;声学测温系统为传统的高温测量领域提供了新技术,将电站锅炉的燃烧情况可视化,有助于运行人员实时调整燃烧,防止火焰中心偏移,确保锅炉的安全经济运行.     

电站锅炉神经网络燃烧诊断系统应用研究

先进的燃烧诊断技术可以有效地提高电站锅炉运行的经济性和安全性，本文通过对炉膛火焰的图像采集，利用计算机数字图像处理技术及人工神经网络模型分析方法，开发了永安电厂5号炉的火焰图像燃烧诊断系统。该系统为运行人员提供了有意义的定量化特征参数，并对燃烧状况辩识的机理进行了富有成效的探索，为电站锅炉的燃烧诊断和优化控制提供新方法和新途径。     

W型火焰锅炉炉膛温度场的可视化试验研究

使用火焰辐射图像探测系统探测炉膛空间发射到镜头各像素的辐射能量，然后从能量传递和平衡的角度，由所得图像重建空间的温度场。在300MW机组W型火焰炉进行了炉膛二维断面温度场可视化重建试验。试验在炉膛壁面布置4个CCD火焰探测器，采用计算机图像采集处理技术获取炉膛火焰辐射图像，通过对火焰辐射图像的处理以厦相关算法，重建炉膛断面温度分布、可动态反映火焰断面温度水平、火焰中心的偏穆和火焰刷墙等燃烧异常工况。断面温度场可视化结果刷新一次的时间不超过5S，满足在线监测的要求。     

GMRES算法在声学法重建三维温度场中的应用

利用声学测量技术进行锅炉炉膛温度场测量时,重建算法是实现炉膛温度场重建的关键。而在基于像素分割的重建算法中,准确、快速求解飞渡时间矩阵方程是重点及难点。对于求解大型稀疏矩阵方程问题,GMRES(广义极小残差法)效果比较好,尤其是针对大型稀疏非对称矩阵的求解问题。本研究将GMRES算法应用于锅炉炉膛三维温度场重建过程中,并利用MATLAB软件对单峰对称和单峰偏斜两种三维理想温度场模型进行了计算机仿真重建。研究表明:该算法重建精度高、速度快,可用于锅炉炉内三维温度场重建过程。     

数字图像炉膛火焰检测试验及污染物排放灰色关联研究

基于数字图像火焰检测是近代的一种新型可视化燃烧诊断方法.利用该系统对炉膛温度场进行了测量.在各种不同工况下,对锅炉负荷、煤种、过量空气系数、炉膛温度等因素同锅炉污染物排放特性之间的关系进行了实验研究.利用灰色理论对实验结果进行了分析,从而对降低污染物排放提供参考.