基于數(shù)字圖像的火焰測(cè)量及煤質(zhì)辨識(shí).pdf

1、煤炭是我國(guó)的最主要能源。而在煤炭的消費(fèi)中，電站鍋爐燃煤發(fā)電大約占據(jù)煤炭總消費(fèi)量的一半左右。因此，減少電站燃煤鍋爐的煤炭消費(fèi)是我國(guó)實(shí)現(xiàn)能源可持續(xù)發(fā)展的最主要途徑。目前我國(guó)燃煤電站鍋爐的運(yùn)行存在許多問(wèn)題導(dǎo)致能源利用率較低，環(huán)境污染嚴(yán)重等現(xiàn)象。要改變目前我國(guó)燃煤電站鍋爐的運(yùn)行現(xiàn)狀，應(yīng)當(dāng)在現(xiàn)有電站鍋爐爐膛安全監(jiān)控系統(tǒng)的基礎(chǔ)上，增加更為全面的火焰測(cè)量系統(tǒng)和實(shí)時(shí)煤質(zhì)檢測(cè)系統(tǒng)。
　　目前，基于數(shù)字圖像的火焰測(cè)量技術(shù)已經(jīng)取得了很大的發(fā)展，研究成果

2、也具有了一定的實(shí)用價(jià)值。而在煤質(zhì)辨識(shí)技術(shù)方面，研究則不是很多，研究成果似乎也不足以證明目前技術(shù)在實(shí)際應(yīng)用中的可靠性。
　　針對(duì)上述研究現(xiàn)狀，本文開(kāi)展了如下一系列研究:
　　首先，開(kāi)發(fā)了一套便攜式火焰測(cè)量及煤質(zhì)辨識(shí)系統(tǒng)。包括火焰測(cè)槍硬件與火焰測(cè)量及煤質(zhì)辨識(shí)軟件。能夠采集火焰圖像及光強(qiáng)信號(hào)，獲得火焰的空間分布特性與時(shí)間分布特性，實(shí)現(xiàn)火焰測(cè)量，同時(shí)利用特征參數(shù)提取結(jié)合SVM建模實(shí)現(xiàn)煤質(zhì)辨識(shí)。此外，利用黑體爐對(duì)火焰測(cè)槍進(jìn)行標(biāo)定，使得

3、該火焰測(cè)槍能夠基于雙色法原理測(cè)量火焰溫度。
　　第二，利用開(kāi)發(fā)完成的火焰測(cè)量及煤質(zhì)辨識(shí)系統(tǒng)在一維爐燃燒試驗(yàn)臺(tái)上開(kāi)展火焰測(cè)量試驗(yàn)。研究了不同過(guò)量空氣系數(shù)、變一、二次風(fēng)風(fēng)量比、變給煤量及變煤質(zhì)對(duì)燃燒過(guò)程中火焰能量釋放及穩(wěn)定性的影響。
　　第三，利用火焰測(cè)量及煤質(zhì)辨識(shí)系統(tǒng)在一維爐燃燒試驗(yàn)臺(tái)上開(kāi)展變工況煤質(zhì)辨識(shí)試驗(yàn)，評(píng)估了煤質(zhì)辨識(shí)正確率，平均辨識(shí)正確率可達(dá)99.1％。此外，還分析了各特征參數(shù)的重要性，研究了各工況采集樣本數(shù)及采樣工況

4、數(shù)對(duì)煤質(zhì)辨識(shí)正確率的影響。
　　第四，利用火焰測(cè)量及煤質(zhì)辨識(shí)系統(tǒng)在一維爐燃燒試驗(yàn)臺(tái)上研究混煤燃燒特性。對(duì)不同煤質(zhì)混煤和不同配比混煤的燃燒火焰進(jìn)行了研究，重點(diǎn)研究了混煤燃燒特性與構(gòu)成其單煤的燃燒特性的關(guān)聯(lián)性。
　　最后，測(cè)試了火焰測(cè)量及煤質(zhì)辨識(shí)系統(tǒng)對(duì)混煤辨識(shí)的正確率。運(yùn)用相似度的概念研究了不同煤質(zhì)混煤和不同配比混煤辨識(shí)的正確率及難點(diǎn)，并對(duì)實(shí)際的包含有混煤情況下的煤質(zhì)辨識(shí)正確率進(jìn)行了評(píng)估，辨識(shí)正確率可達(dá)96.0％，能夠滿足工業(yè)應(yīng)