运用彩色 CCD 测量火焰温度场的试验研究及误差分析

电厂锅炉火焰的温度场分布对于电厂的安全运行和燃烧诊断都具有极其重要的现实意义。运用计算机图像处理技术测量燃烧火焰的温度场分布是近年来国内外得到较多研究的一项技术。     

运用彩色 CCD 测量火焰温度场的试验研究及误差分析

电厂锅炉火焰的温度场分布对于电厂的安全运行和燃烧诊断都具有极其重要的现实意义。运用计算机图像处理技术测量燃烧火焰的温度场分布是近年来国内外得到较多研究的一项技术。文中采用彩色ＣＣＤ摄像机对炉膛火焰进行温度场计算，并对计算方法的误差进行了详尽的分析。试验结果表明，此方法简便可行，具有投入工业现场应用的前景。     

基于炉内温度分布的NOx排放特性的神经网络模型

电站锅炉燃烧产物NOx的生成受煤种、锅炉负荷、配风方式、过剩空气系数、炉膛温度以及其分布的均匀性等多种因素的制约非常复杂。借助优化燃烧调整试验数据,将燃烧过程三维温度场可视化检测信息如炉膛断面最高温度作为重要原始信息,建立反映锅炉NOx排放特性的神经网络模型,并对此模型进行了校验。结果表明,该模型能准确预报锅炉在不同工况下的NOx排放特性,结合全局寻优技术,可为大型电厂锅炉低NOx排放提供稳态优化运行方案。     

炉膛燃烧温度场三维可视化监测方法模拟研究

为了利用火焰图像监测装置检测到的炉膛燃烧辐射能分布图像信息重建三维燃烧温度场，作者提出了一种针孔成像条件下的快速方法计算CCD（Charge-Coupled Device，电荷耦合器件）靶面接收的辐射能。成像像素接收到的系统网格单元的辐射能的份额的计算结果和辐射能图像计算结果均体现了成像过程的方向选择性和辐射能传递规律的作用。针对炉膛燃烧三维温度场重建的严重病态问题建立了一种基于Tikhonov正则化的求解方法，对于单峰型三维温度分布重建模拟计算结果表明，即使辐射图像检测包含均方差达到0.11的误差，温度场重建误差仍能维持与测量误差基本相当的水平，温度分布可视化质量较高，各种图像检测组合方式的重建结果比较显示，炉膛四角沿高度方向每隔5m左右交叉对角布置两个辐射图像采集装置，能够获得较好的全炉膛温度场可视化结果。     

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。     

CCD计测量燃烧室截面温度场的原理研究

基于普通图像的二维温度场是燃烧室内高度方向温度变化的叠加,为了准确计算某一截面的温度场,作者以化简的辐射传递方程为物理模型,根据ＣＣＤ系统的光电转化特性对图像信号进行处理,给出了测量时的探头布置方案并简要介绍了数值模拟的结果,并利用辐射图像进行燃烧监测和计算二维温度场提供了理论基础,也为工程化设计提供了依据。     

1025t/h锅炉运行优化调整及NOx排放特性试验研究

针对某电站1 025 t/h锅炉进行了优化燃烧调整试验,分析了氧量、一次风流量、配风方式、燃烧器摆角和磨煤机组合方式等参数变化对锅炉效率及NOx排放的影响;在优化试验的基础上,进行了对比试验.结果表明:低氧方式运行、合理的燃尽风配比、合适的磨煤机组合方式和燃烧器摆角,既可以提高锅炉效率又可以降低NOx的排放,使锅炉在最佳状态下运行.     

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。     

煤泥循环流化床锅炉NOx排放特性研究

为有针对性地进行CFB(循环流化床锅炉)锅炉设计以及优化锅炉运行参数,需了解煤泥CFB燃烧NO_x排放特性及其影响因素。本文通过对一台20 t煤泥循环流化床锅炉进行相应的测试分析,得到NO_x排放浓度随床温和氧量的变化规律。研究结果表明,维持锅炉炉膛过量空气系数1.2,下料层床温由800℃升到935℃的过程中,NO_x浓度由296 mg/m~3上升到341 mg/m~3;维持下料层床温905℃,烟囱中部烟气氧含量由9.3%升到10.5%的过程中,NO_x排放浓度由285 mg/m~3上升至377 mg/m~3。在控制下料层床温和炉膛氧含量这两个参数条件下,可使得烟囱中部NO_x排放浓度水平整体降低,平均排放不高于250 mg/m~3,整体保持在300 mg/m~3以下,符合限定地区污染物排放要求。在一定运行参数范围内,NO_x排放浓度随下料层床温升高而增大,随氧量升高而增大。     

300MW对冲燃烧锅炉NOx排放特性及经济性试验研究

针对某电厂一台300 MW前后墙对冲燃烧锅炉,通过上层停运磨通入一次风,改变磨煤机组合、机组负荷、炉膛氧量以及一次风温、一次风量等参数,研究了不同燃烧方式对NOx排放及锅炉经济性的影响,提出了锅炉高效低污染运行的合理方式。     

径向外浓内淡旋流燃烧器NOx排放和燃尽率的试验研究

在一台1 MW的热态煤粉燃烧试验炉上进行热态模拟试验,用两台双调风旋流燃烧器对冲燃烧,并且在主燃烧器上方的不同位置还布置了燃尽风装置(OFA)。主燃烧器使用的是变截面的一次风管和碰撞环相结合,在一次风管内,风粉气流在惯性的作用下分离为外浓内淡的环状气流,从而实现了燃烧器喷口处沿直径方向的浓淡分布。通过对陕北神华优质烟煤、山西河津劣质烟煤和山西长治贫煤这三种特性相差较大的煤的燃烧对比实验,得到了燃尽风布置的相对位置变化,一次风率、内二次风率、外二次风率的变化,内二次风、外二次风旋流强度等因素的变化,对NOx的生成和对飞灰含碳量的影响作用,同时也得到了NOx的生成和燃尽率之间的相互关系,以及对燃烧的稳定性、经济性的影响因素,其结果对工程设计和实际应用有着重要的指导意义。     

利用面阵CCD进行火焰温度分布测量_I_二维投影温度场的测量

介绍了利用彩色面阵CCD进行火焰投影温度测量的系统结构和基本原理,并分析其主要的误差来源,针对这些误差源,分别提出了各自的解决方案或校正算法,最后进行了试验测量,结果表明,这种测温方法方便可行,具有较高的精度。     

高温空气燃烧技术的超低NOx研究

高温空气燃烧技术(HTAC)是用蓄热室回收烟气中的余热，将助燃空气预热至800℃以上，此时燃料处在低氧气氛中稳定燃烧，同时温度分布很均匀，产生的N0x非常低，成为节能和环保双赢的一种燃烧方法。为了推进此项技术的实用化，在蓄热式锻造炉上进行了实验研究，重点为超低N0x的徘放。通过采用“燃料不换向”和“炉气马蹄形循环”新技术以及“烟气外部再循环”的低N0x燃烧技术，既简化了蓄热式燃烧系统和操作，又取得了超低N0x排放的良好效果，N0x排放值远低于日本和美国的环保徘放标准限定值。     

煤粉燃烧污染物排放特性的试验研究

由煤燃烧产生的NOx、SOx引起的污染受到世界各国的重视,降低污染物排放成为燃烧研究的重要课题.选择了某电厂常用的4种褐煤和3种烟煤,研究了单煤及其混煤的污染物排放特性.结果表明:氧浓度增加时,或煤粉较细时,NOx的排放增加;而水分能降低NOx的排放;SOx的排放规律不明显.     

高温贫氧燃烧过程中NOx排放的特点

对高温贫氧燃烧过程中NOx的排放特点，以及燃烧过程中影响NOx生成的各主要因素，如预热空气中的含氧量，预热空气温度，预热空气和燃料的流动状态及混合方式以及燃料的化学成分等进行了研究和分析。并在此基础上提出了今后研究工作的方向和重点。图8表2参l0     

无烟煤与贫煤混煤燃烧和NO_x排放特性的实验研究

利用热天平和小型煤粉燃烧实验台对无烟煤、贫煤及其三种配比混煤的燃烧特性、不同配风下NOx的生成规律和燃尽特性进行了实验研究。通过对试验数据的整理和分析,认为无烟煤与贫煤在燃烧性能上略有差异,混煤的燃烧特性介于两者之间,合适的选取过量空气系数可实现不同掺烧比无烟煤与贫煤混煤高效低NO燃烧。并针对三种掺烧比的混煤提出了其高效低污染燃烧的过量空气系数范围,为燃用上述混煤的电厂经济清洁运行提供一些参考数据。