基于數(shù)字圖像處理的鍋爐火焰溫度檢測研究.pdf

1、對大型燃煤電站鍋爐而言，監(jiān)控爐內(nèi)火焰溫度，對鍋爐運行的可靠性、安全性和經(jīng)濟性非常重要。煤粉鍋爐的燃燒過程是一種非常復(fù)雜的熱輻射交換過程，其工況極不穩(wěn)定。鍋爐燃燒的安全性主要取決于火焰的穩(wěn)定性，為了避免鍋爐爆炸事件的發(fā)生，爐內(nèi)煤粉必須穩(wěn)定燃燒，如果燃燒不穩(wěn)定，爐內(nèi)溫度場不均勻，輕則導(dǎo)致鍋爐的熱效率極大地降低，造成浪費，重則容易出現(xiàn)爆爐等嚴重后果。因此，爐內(nèi)火焰溫度場的準確測量和預(yù)估對判斷爐膛的燃燒狀態(tài)，并據(jù)此調(diào)整鍋爐的運行參數(shù)，保障鍋爐的

2、正常運行非常重要。 本文介紹了燃煤鍋爐工作機理和現(xiàn)有溫度預(yù)報原理，深入研究了基于彩色CCD火焰圖像的溫度測量方法。為了提高基于彩色CCD火焰溫度場測量的準確性，在分析了誤差來源的基礎(chǔ)上，比較了多項式插值、最小二乘法和BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)在減小測溫誤差方面的運用。針對爐膛火焰圖像，分析了圖像噪聲的來源，運用中值濾波成功地對燃燒過程伴隨著的大量的動態(tài)隨機噪聲進行了處理，實現(xiàn)了火焰圖像的灰度變換和偽彩色顯示。為準確預(yù)報爐膛溫度變化趨勢，提高生

3、產(chǎn)效率，本文提出了運用BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)進行爐膛火焰溫度預(yù)估的模型，討論了預(yù)估模型輸入?yún)?shù)的選擇和數(shù)據(jù)的預(yù)處理技術(shù)。 全文共分為五章，第一章介紹目前常用的高溫火焰測量方法，包括接觸式測溫法和非接觸式測溫法，闡述基于光輻射能的CCD火焰溫度檢測方法。第二章闡述基于數(shù)字圖像處理的火焰溫度測量系統(tǒng)構(gòu)成，第三章論述基于數(shù)字圖像處理的火焰溫度測量的相關(guān)原理和相關(guān)方法，重點介紹基于數(shù)字圖像處理的彩色CCD三色測溫方法。第四章分析彩色CCD三色測溫

4、方法的誤差來源，比較多項式插值、最小二乘法、BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)等測溫標定方法，利用爐膛火焰圖片進行仿真實驗，驗證溫度測量、圖像濾波等測量與處理方法的有效性與準確性。第五章研究基于BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的爐膛火焰溫度預(yù)估方法，分析影響爐膛火焰溫度波動的因素，討論預(yù)估模型輸入?yún)?shù)的選擇和數(shù)據(jù)的預(yù)處理技術(shù)，并建立預(yù)估模型。結(jié)論部分總結(jié)本文的主要工作，指出本文的創(chuàng)新之處以及工作中的不足，并對項目的后續(xù)研究提出改進意見，展望基于數(shù)字圖像處理的鍋爐火焰溫度檢測系統(tǒng)