一种燃烧稳定性在线检测与调节系统技术方案

本发明专利技术公开了一种燃烧稳定性在线检测与调节系统，所述系统包括火焰镜头、火焰探测器、压力传感器、声波传感器、燃烧稳定性模块、智能远程调控系统，其中：火焰镜头实时获得火焰形态图像，火焰探测器实时获得火焰信号强度及波动频率，压力传感器实时获得炉内压力波动情况，声波传感器实时获得炉内温度场，燃烧稳定性模块将燃烧稳定性判定结果反馈给锅炉智能远程调控系统，从而对锅炉配风系统、烟风系统及安全联锁系统进行实时调控。本发明专利技术能够很好地反映和调控煤粉在锅炉炉膛内部的燃烧状况，准确判别炉膛火焰燃烧稳定性，有利于锅炉燃烧状况自动监测，并通过智能远程调控系统可以对锅炉进行实时调节，为机组安全稳定运行提供技术保障。术保障。术保障。

【技术实现步骤摘要】
一种燃烧稳定性在线检测与调节系统


[0001]本专利技术涉及一种燃烧稳定性检测系统，具体涉及一种闭式燃烧稳定性实时检测调控系统。

技术介绍

[0002]煤粉在锅炉炉膛内的燃烧过程涉及到复杂的气固两相流混合和高温燃烧流场分配不均会引起各种问题，尤其是近些年为了消纳新能源，火电机组要求长期超低负荷运行，为此对燃烧稳定性精准控制带来巨大挑战。燃烧检测及调控主要实现对锅炉运行中的燃烧状态进行诊断与分析，采取有效地方法获取人眼无法检测到的炉膛内部燃烧工况的各类信息，如火焰图像信息等，配合计算机采用高效、精确的数学建模方法，从现场实时信息中提取出能较完整、准确地反映燃烧状况的信息或燃烧状况的特征参数，经过数学模型得到燃烧稳定性与燃烧，比较实测工况与数据分析得到的特征工况，即可判断燃烧的安全性与经济性，从而对锅炉进行实时调控来实现安全稳定运行。
[0003]目前锅炉燃烧稳定性主要通过火焰图像采集监控系统或火检等单一检测设备进行经验判断。由于现场环境复杂及信息深度挖掘不够，所以目前火焰视频图像或火检信号在现场主要应用于判断着火灭火，并且准确度比较低，往往都是通过人为经验判断，从而经常出现错误判断。

技术实现思路

[0004]为了解决机组超低负荷及灵活运行过程中锅炉系统燃烧状态复杂多变，现有技术手段难以满足准确检测和控制需求的问题，本专利技术提供了一种燃烧稳定性在线检测与调节系统。
[0005]本专利技术的目的是通过以下技术方案实现的：一种燃烧稳定性在线检测与调节系统，包括火焰镜头、火焰探测器、压力传感器、声波传感器、燃烧稳定性模块、智能远程调控系统，其中：所述火焰镜头实时获得火焰形态图像，并通过计算机二维解析获得火焰定量尺度特征参数；所述火焰探测器实时获得火焰信号强度及波动频率，将火焰信号强度及波动频率反馈到计算机中；所述压力传感器实时获得炉内压力波动情况，并将电信号反馈到计算机中提取压力波动曲线；所述声波传感器实时获得炉内温度场，并通过计算机提取等温线的特征参数；所述燃烧稳定性模块采集火焰视频、火检信号、压力信号、声波用于形成燃烧稳定性定量指标，并将其反馈给锅炉智能远程调控系统；所述锅炉智能远程调控系统根据燃烧稳定性模块反馈的燃烧稳定性定量指标进行检测，对燃烧稳定性进行计算，检测完输出通过转换器传给控制器，由PLC对特定事件给
出执行指令，通过调正机构动作，对燃烧状态进行调节。
[0006]相比于现有技术，本专利技术具有如下优点：1、本专利技术提出的燃烧稳定性在线检测与调节系统能够很好地反映和调控煤粉在锅炉炉膛内部的燃烧状况，准确判别炉膛火焰燃烧稳定性，实现了基于火焰形态、火检信号、压力波动以及温度分布等火焰动态特性参数的燃烧过程异常状态在线分析，有利于锅炉燃烧状况自动监测，并通过智能远程调控系统可以对锅炉进行实时调节，为机组安全稳定运行提供技术保障。
[0007]2、现有基于火焰图像的燃烧稳定性定量指标存在变化剧烈，无法直接指导燃烧稳定性的调整与自动控制的问题，而且FSSS系统中的火检信号变化平稳，但是与燃烧稳定性的关系不明。为了解决上述问题，本专利技术建立了结合火焰视频、火检、压力、声波等信号的燃烧稳定性定量指标，用于直接指导燃烧稳定性的调整与控制。
附图说明
[0008]图1为燃烧稳定性在线检测与调节系统的结构图；图2为燃烧器的结构示意图。
具体实施方式
[0009]下面结合附图对本专利技术的技术方案作进一步的说明，但并不局限于此，凡是对本专利技术技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本专利技术技术方案的精神和范围，均应涵盖在本专利技术的保护范围中。
[0010]本专利技术提供了一种燃烧稳定性在线检测与调节系统，如图1所示，所述检测系统包括火焰镜头1、火焰探测器2、压力传感器3、声波传感器4、燃烧稳定性模块5、智能远程调控系统6，其中：所述火焰镜头1实时获得火焰形态图像，并通过计算机二维解析获得火焰定量尺度特征参数，火焰定量尺度特征参数包括火焰的颜色特征参数、运动特征参数、几何特征参数与纹理特征参数，这些特征可以用传统的算法计算，也可以交由卷积神经网络提取；所述火焰探测器2实时获得火焰波动信号强度及波动频率，将火焰波动信号强度及波动频率反馈到计算机中；所述压力传感器3实时获得炉内压力波动情况，并将电信号反馈到计算机中提取压力波动曲线；所述声波传感器4实时获得炉内温度场，并通过计算机提取等温线的特征参数；所述火焰形态、火焰信号强度及波动频率、炉内压力波动以及炉内温度场通过建立深度神经网络模型形成多元参数耦合判定方法进行综合判断燃烧稳定性，并将该多元参数耦合判定方法嵌入燃烧稳定性模块5，其中，多元参数耦合判定方法的具体步骤如下：步骤（1）采用多种信号并行形成燃烧稳定性检测指标，燃烧稳定性检测指标包括：火焰视频、火检信号、压力信号、声波的燃烧稳定性定量指标；步骤（2）将步骤（1）获得的基于不同信号的燃烧稳定性检测指标输入深度神经网络模型中进行融合，形成可靠准确的燃烧稳定性定量指标，其中，具体融合方法如下：基于图像、火检、压力单一定量指标不确定度，采用贝叶斯最大后验估计方法建立多源信息融合
的燃烧稳定性定量指标，准确实现燃烧稳定性实时评估；步骤（3）探索配风与燃烧器燃烧稳定性的变化规律，为燃烧稳定性调节提供指导意见；所述燃烧稳定性模块5采集火焰视频、声波、微压、火检等用于形成燃烧稳定性定量指标，将判定结果反馈给锅炉智能远程调控系统6；所述锅炉智能远程调控系统6根据燃烧稳定性模块反馈的燃烧稳定性定量指标进行检测，对燃烧稳定性进行计算，检测完输出通过转换器传给控制器，由PLC对特定事件给出执行指令，通过调正机构动作，对燃烧状态进行调节，即：对锅炉配风系统、烟风系统及安全联锁系统进行实时调控，并对调节后的燃烧情况进行再次判定，通过信号反馈给控制器来改变燃烧器叶片角度等，来保证燃烧稳定性，形成一种闭式的燃烧稳定性在线检测与调节系统，保证锅炉安全稳定运行。
[0011]本专利技术中，通过火焰镜头1、火焰探测器2、压力传感器3、声波传感器4并经过计算机分析处理所获得的火焰温度分布、闪烁频率、亮度、着火点等火焰动态特征参数若在特定范围内，即燃烧稳定区间，燃烧稳定性模块5会将燃烧稳定的结果反馈给智能远程调控系统6，智能远程调控系统6则不会进行任何调控。若通过火焰镜头1、火焰探测器2、压力传感器3和声波传感器4并经过计算机分析处理所获得的特征参数不在特定范围内，即燃烧不稳定区间，燃烧稳定性模块5会将燃烧不稳定的结果反馈给智能远程调控系统6，智能远程调控系统6则会对配风系统、烟风系统进行相应调控，经过多次实时检测和调控逐步实现燃烧稳定。
[0012]实施例：将本专利技术的上述检测系统应用到如图2所示的燃烧器中，可用于燃烧稳定性的调整与控制，具体步骤如下：1、通过火焰视频、声波、微压、火检等装置，形成燃烧稳定性定量指标；2、通过保存采集的数据进行分析，计算燃烧稳定性定量指标，并根据燃烧稳定性定量指标基于上一次事件相关信息判断时间是否发生，并生成当前燃烧转台变量；3、基于上述数据通过控制器生成调节燃烧稳定性的控制指令，包本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种燃烧稳定性在线检测与调节系统，其特征在于所述系统包括火焰镜头、火焰探测器、压力传感器、声波传感器、燃烧稳定性模块、智能远程调控系统，其中：所述火焰镜头实时获得火焰形态图像，并通过计算机二维解析获得火焰定量尺度特征参数；所述火焰探测器实时获得火焰信号强度及波动频率，将火焰信号强度及波动频率反馈到计算机中；所述压力传感器实时获得炉内压力波动情况，并将电信号反馈到计算机中提取压力波动曲线；所述声波传感器实时获得炉内温度场，并通过计算机提取等温线的特征参数；所述燃烧稳定性模块采集火焰视频、火检信号、压力信号、声波用于形成燃烧稳定性定量指标，并将其反馈给锅炉智能远程调控系统；所述锅炉智能远程调控系统根据燃烧稳定性模块反馈的燃烧稳定性定量指标进行检测，对燃烧稳定性进行计算，检测完输出通过转换器传给控制器，由PLC对特定事件给出执行指令，通过调正机构动作，对燃烧状态进行调节。2.根据权利要求1所述的燃烧稳定性在...

【专利技术属性】
技术研发人员：郭馨，赵广播，高健民，杜谦，张宇，冯冬冬，董鹤鸣，
申请(专利权)人：哈尔滨工业大学，
类型：发明
国别省市：