基于声学和火焰辐射图像的垃圾焚烧炉三维温度测量方法技术

本发明专利技术涉及温度测量技术，旨在提供一种基于声学和火焰辐射图像的垃圾焚烧炉三维温度测量方法。包括：利用声波测温传感器测定炉膛出口烟道区域中各路径发射、接收声波的飞渡时间；利用火焰图像采集单元采集炉膛火焰图像信号；对不同区域的平均温度进行评估，形成实时火焰辐射温度图像；对各截面温度离散分布数据进行计算，获得不同平面的温度分布值以构成炉膛内部三维温度场；进一步耦合火焰辐射温度图像数据，实现焚烧炉内温度场分布和焚烧状态的定量表征。本发明专利技术基于温度的空间分布和时变特性，能够探明全炉膛内温度分布，延长锅炉运行周期；从源头减少二次污染物源强，最终使垃圾焚烧厂实现增能减耗，提升生产效益。提升生产效益。提升生产效益。

【技术实现步骤摘要】
基于声学和火焰辐射图像的垃圾焚烧炉三维温度测量方法


[0001]本专利技术涉及温度测量技术，特别是涉及一种基于声学和火焰辐射图像的垃圾焚烧炉三维温度测量方法。通过声波测温系统耦合火焰辐射图像识别技术，重建获得全炉膛三维立体温度场，实时精准监控焚烧炉内温度分布。

技术介绍

[0002]我国城市生活垃圾清运量逐年增长，垃圾焚烧处置已成为主流的城市生活垃圾无害化处置方式。垃圾焚烧锅炉可梯级回收利用焚烧过程中产生的余热，用于发电、供热供汽等。由于入炉垃圾的非均质性和组分多样，易使生活垃圾焚烧锅炉出现偏烧、漏烧、结焦、灭火等焚烧恶化工况，使炉膛内温度下降、焚烧过程中污染物源强增量，造成垃圾焚烧厂停炉维护频率上升，导致直接和间接经济损失；垃圾焚烧厂自动化和智能化水平亟待提升。
[0003]目前，垃圾焚烧厂内温度监测技术主要以热电偶为主，在实际生产过程中面临仅能接触式单点测量、需定期更换、温度漂移、无法测得烟道内部温度等问题。垃圾焚烧是一个发生在大空间范围、不断脉动的、具有明显三维特征的物理化学过程，垃圾焚烧锅炉内部温度场分布直接反映了炉内燃烧状况，本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种基于声学和火焰辐射图像的垃圾焚烧炉三维温度测量方法，其特征在于，包括以下步骤：(1)将至少2组声波测温单元分层布置在垃圾焚烧炉炉排上方的炉膛出口烟道区域，每一组声波测温单元包括多个声波测温传感器，利用声波测温传感器测定各路径发射、接收声波的飞渡时间；将至少2组火焰图像采集单元间隔布置在炉排后拱的位置，用于采集火焰图像信号；(2)将采集到的声波飞渡时间数据和火焰辐射图像信号传送给数据中转处理单元，经滤波处理后传送给反馈控制单元；(3)反馈控制单元对不同区域的平均温度进行评估，形成实时火焰辐射温度图像；(4)反馈控制单元对各截面温度离散分布数据进行计算，获得不同平面的温度分布值以构成炉膛内部三维温度场；进一步耦合火焰辐射温度图像数据，实现焚烧炉内温度场分布和焚烧状态的定量表征。2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述步骤(3)具体包括：在火焰图像采集单元采集到的图像中，每个像素点灰度分量的灰度值由入射光的辐射强度决定；火焰图像采集单元经校准后测得火焰定向辐射强度I，进而基于Planck定律求解获得温度值，按此方式对所有像素点进行求解即获得全图像中火焰的温度分布情况。3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述步骤(4)具体包括：(4.1)对各截面温度离散分布数据进行计算，利用不同平面的温度分布值构成三维温度场；具体包括：对于待测区域中的所有三维层面的声波传播路径，利用最小二乘法使各路径声波飞渡时间的实测值和理论值间误差平方和最小，求解正则方程，获得分布温度矩阵T；进一步地，根据求得的分布温度矩阵T，通过Multiquadric径向基函数插值计算得到待测区域温度温度函数T(x,y)，最终实现三维温度场重建；(4.2)耦合火焰辐射温度图像数据，实现焚烧炉内温度场分布和焚烧状态的定量表征；具体包括：将重建获得的垃圾焚烧炉内主燃区和道温度分布数据导入DCS系统，将炉排火焰温度场分布和烟道内三维温度场与DCS系统耦合，以等温线图或热力图的形式呈现于显示设备上；通过计算、对比声波测温和火焰...

【专利技术属性】
技术研发人员：李晓东，林晓青，应雨轩，陈彤，严建华，
申请(专利权)人：浙江大学，
类型：发明
国别省市：