电站锅炉炉膛火焰监测图像处理技术

电力18讯：    引 言

面阵电荷藕合器件CCD（charge-couple device）动态或静态图像摄取器件已为众人所熟悉。它接收物体表面反射出的或自身发出的光辐射能量，记录物体的表面视觉信息。电站锅炉采用全炉膛看火电视，使运行值班人员直接观察炉膛火焰图像，从一些火焰特征判断当前的燃烧状态，以保证锅炉系统安全稳定高效地运行。近几年来，人们利用数字计算和图像处理技术，从火焰图像之中提取更多的燃烧监视和诊断信息，获得炉膛辐射水平的定量描述，重建燃烧火焰内部的温度场分布。此项应用技术已成为燃烧学科目前较为热门的研究方向之一。

燃烧过程是一个相当复杂剧烈的物理化学反应过程。炉膛燃烧空间弥散着大量的高温C02、H20、SO2等三原子气体和烟黑、碳粒、飞灰等悬浮粒子，这些介质的辐射传热占锅炉总传热量的95%以上。它们之间同时存在着复杂的辐射、散射、透射、反射和吸收等能量传递过程，致使分析处理火焰图像信息较为困难和特殊。弥散的高温气体和颗粒介质的辐射特性与燃烧空间的温度分布密切相关，如果能测得妒膛温度的分布，对锅炉设计、正确计算求解锅炉的辐射特性和效率、评估锅炉的实际运行状况意义重大。然而，实时测量大尺寸的炉膛温度分布是不可能的，只有借助间接的方法重建炉膛温度场，实现炉膛监测的可视化。  ...