可视化火焰测量系统的开发及应用
我国是能源消耗大国，煤炭作为燃料在能源消耗中占了很大比重。电站锅炉作为龟能生产的主要方式，面临着提高燃烧经济性和减少污染的双重任务。只有更好的优化炉内燃烧工况，才能满足上述要求。另外，合理燃烧还可减少锅炉事故的发生。总之，优化燃烧控制是锅炉各项性能全面提高的必然要求。目前燃烧控制的特点是主要信号均取自燃烧室以外。从燃料入炉燃烧到蒸汽压力变化是个纯滞后大延迟的过程，难以迅速跟踪炉内燃烧的变化。
而内涵丰富，直接反映炉内燃烧状况的火焰信息未被充分利用。本课题目的既是探索火焰信息的获取方法，并为优化燃烧控制提供参考。
本课题通过研究燃烧的辐射成像模型、图像采集系统的光电特性、火焰温度场算法、可视化测量系统原理，从测量对象、测量模型、测量工具、测量应用等方面阐述了针对燃烧火焰所建立的较完善的研究方法，并以此为基础开发了新型的燃烧测量系统。
本课题以可视化实时场测量为主要目标，以CCD相机、分光系统及相关图像采集及处理设备为主要测量工具，以电站锅炉煤粉燃烧火焰为主要研究对象，实现了对燃烧火焰的多参数测量。通过对火焰特性的研究确定了测量波长，对图像采集系统光电特性的研究选取了CCD相机，对测量原理的研究设计了测量方案并研制了分光系统，在此基础上开发了整套新颖的可视化燃烧火焰采集及分析系统。通过温度标定获得了温度灰度标准数据库，并应用于某电站300MW锅炉的实际测量。测量结果表明，本系统能够准确及时跟踪运行工况的变化，反映燃烧的实际情况。
运用最小二乘支持向量机，通过火焰信息的提取和优化组合对锅炉负荷进行了预测，找到了与之紧密相关的火焰参数，为燃烧的优化控制提供了新的借鉴。
本课题开发的燃烧测量系统具有波长及光路选择灵活，测量准确度高，运行稳定可靠等特点，并且具有较好的燃料适应性，可广泛用于非透明或半透明火焰的燃烧测量。
火焰测量;燃烧测量系统;可视化;电站锅炉;向量机
中国科学院工程热物理研究所
博士
工程热物理
刘石
2006
中文
TK223.68
121
2007-07-23（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）