基于數(shù)字圖像處理的鍋爐火焰溫度檢測(cè)研究.pdf

1、對(duì)大型燃煤電站鍋爐而言，監(jiān)控爐內(nèi)火焰溫度，對(duì)鍋爐運(yùn)行的可靠性、安全性和經(jīng)濟(jì)性非常重要。煤粉鍋爐的燃燒過(guò)程是一種非常復(fù)雜的熱輻射交換過(guò)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(chǎng)不均勻，輕則導(dǎo)致鍋爐的熱效率極大地降低，造成浪費(fèi)，重則容易出現(xiàn)爆爐等嚴(yán)重后果。因此，爐內(nèi)火焰溫度場(chǎng)的準(zhǔn)確測(cè)量和預(yù)估對(duì)判斷爐膛的燃燒狀態(tài)，并據(jù)此調(diào)整鍋爐的運(yùn)行參數(shù)，保障鍋爐的

2、正常運(yùn)行非常重要。 本文介紹了燃煤鍋爐工作機(jī)理和現(xiàn)有溫度預(yù)報(bào)原理，深入研究了基于彩色CCD火焰圖像的溫度測(cè)量方法。為了提高基于彩色CCD火焰溫度場(chǎng)測(cè)量的準(zhǔn)確性，在分析了誤差來(lái)源的基礎(chǔ)上，比較了多項(xiàng)式插值、最小二乘法和BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)在減小測(cè)溫誤差方面的運(yùn)用。針對(duì)爐膛火焰圖像，分析了圖像噪聲的來(lái)源，運(yùn)用中值濾波成功地對(duì)燃燒過(guò)程伴隨著的大量的動(dòng)態(tài)隨機(jī)噪聲進(jìn)行了處理，實(shí)現(xiàn)了火焰圖像的灰度變換和偽彩色顯示。為準(zhǔn)確預(yù)報(bào)爐膛溫度變化趨勢(shì)，提高生

3、產(chǎn)效率，本文提出了運(yùn)用BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)進(jìn)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(cè)量方法，包括接觸式測(cè)溫法和非接觸式測(cè)溫法，闡述基于光輻射能的CCD火焰溫度檢測(cè)方法。第二章闡述基于數(shù)字圖像處理的火焰溫度測(cè)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(cè)量的相關(guān)原理和相關(guān)方法，重點(diǎn)介紹基于數(shù)字圖像處理的彩色CCD三色測(cè)溫方法。第四章分析彩色CCD三色測(cè)溫

4、方法的誤差來(lái)源，比較多項(xiàng)式插值、最小二乘法、BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)等測(cè)溫標(biāo)定方法，利用爐膛火焰圖片進(jìn)行仿真實(shí)驗(yàn)，驗(yàn)證溫度測(cè)量、圖像濾波等測(cè)量與處理方法的有效性與準(zhǔn)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(dòng)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(duì)項(xiàng)目的后續(xù)研究提出改進(jìn)意見(jiàn)，展望基于數(shù)字圖像處理的鍋爐火焰溫度檢測(cè)系統(tǒng)