文档介绍：华中科技大学
博士学位论文
燃烧火焰辐射图像处理研究及其在循环流化床锅炉上的应用
姓名:姜志伟
申请学位级别:博士
专业:热能工程
指导教师:周怀春
20090512
分类号学号 2004511210004
学校代码 10487 密级
博士学位论文
燃烧火焰辐射图像处理研究及其在循环流化
床锅炉上的应用
学位申请人: 姜志伟
学科专业: 热能工程
指导教师: 周怀春教授
答辩日期: 2009 年 5 月 12 日
A Dissertation Submitted in Partial Fulfillment of the Requirements
for the Degree of Doctor of Philosophy in Engineering
Study on Radiation Image Processing bustion Flame and
its Application in a Circulating Fluidized Bed Boiler Furnace
: Jiang Zhiwei
Major: Thermal Engineering
Supervisor: Prof. Zhou Huaichun
Huazhong University of Science and Technology
Wuhan 430074, P. R. China
May 12, 2009
独创性声明
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日期: 年月日
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本论文属于
不保密□。
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学位论文作者签名: 指导教师签名:
日期: 年月日日期: 年月日
华中科技大学博士学位论文
摘要
洁净燃烧技术是能源利用可持续发展的必然要求。循环流化床技术正是由于其高
效率、低污染以及煤种适应性广等优点而越来越受到人们的重视,是目前清洁高效燃
烧技术中一项较为成熟的技术。电站锅炉燃烧的基本要求是炉膛内要建立并维持稳
定、均匀的燃烧火焰,因此,可靠、有效的燃烧检测技术对于电站锅炉的安全经济运
行有着极为重要的意义。
优化炉内燃烧工况,最重要的环节是对燃烧实施准确的检测,并在此基础上建立
燃烧诊断和优化运行系统。对于循环流化床锅炉来说,床内温度和床层高度是两个直
接影响其连续安全运行的重要参数。本课题的主要目的在于建立一种基于可见光辐射
图像处理技术的流化床燃烧在线检测系统,通过该系统可实时检测床内火焰温度和黑
度信息。同时,基于图像处理技术和 BP 神经网络技术对循环流化床床高的检测进行
了模拟研究,并提出了一种循环流化床锅炉吸热量预测模型。
本文首先开发了一套循环流化床燃烧火焰在线检测系统。主要工作包括整套系统
的硬件选型、软件设计以及系统调试等工作。该系统通过安装在炉膛壁面上的火焰图
像探测器捕捉床内火焰辐射图像,进而在图像处理技术的基础上检测出火焰温度和黑
度并将其可视化显示出来,为机组运行人员进行燃烧调整提供依据。
D 探测器工作原理以及传统双色法测温技术的深入了解后,本文提
出了一种更为简单的燃煤火焰温度和黑度检测方法。在基于灰度假设的前提下通过黑
体炉标定得到温度与任意两基色比值(本文选取红绿两基色)的关系,以及黑体三基
色值(本文选取红色)与温度的关系,因此当知道检测对象的两基色比值后就可计算
出对象的温度,进而得到其黑度。相对于传统的双色法,本方法不需要构建复杂的光
学系统以获得两个波