基于炉膛辐射能信号的直流炉燃烧优化控制试验研究

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1、维普资讯http://www.cqvip.com第20卷华中电力2007年第3期基于炉膛辐射能信号的直流炉燃烧优化控制试验研究周栋，张珂，关玉龙，罗自学伸国电力姚孟发电有限责任公司，河南平顶山467031；2．华中科技大学煤燃烧国家重点实验室，湖北武汉430074)摘要：采用基于火焰图象处理的炉膛辐射能信号监控系统对姚孟电厂300MW直流锅炉进行了现场检测。在此基础上．将炉膛辐射能信号引入炉膛燃烧控制回路，对锅炉进行了风煤比燃烧优化控制试验。试验结果表明，建立在辐射能信号为基础的相关控制策略，能够有效地强化炉膛燃烧

2、，降低NO的生成。关键词：炉膛辐射能；直流锅炉；燃烧优化控制；锅炉效率；NO中lit~类号：TK227．1文献标识码：A文章编号：1006—6519(2007)03—0005—03TheExperimentalStudyofCombustionControlBasedonFurnaceRadiantEnergySignainOnce-throughBoilerZHOUDong，ZHANGKe，GUANYu-long，LUOZi-xuef1．YaomengPowerCo．Ltd,Pingdingshan467031，

3、China2．StateKeyLaboratoryofCoalCombustion,HuazhongUniversityofScience&Technology,Wuhan430074．China)Abstract：Afieldtesthasbeendoneonthe300MWOnce——throughBoileratYAOMENGpowerplantbyusingthefumaceradiantenergysignaldetectionsystembasedontheflameimageprocessing．Re

4、spectivelythefumaceradiantenergysignalisputintothecombustioncontrolsystem，andtheexperimentalResearchoftheoptimalcontrolofair—coalratioiscarriedout．TheexperimentresultsshowthatthecorrespondingcontrolStrategybasedonthefurnaceradiantenergysignalcanimprovetheboile

5、refficiencyanddecreasetheNOxemission．Keywords：fumaceradiantenergy；once—throughboilerunit；combustioncontrol；boilereficiency；NOO前言炉膛辐射能信号的检测近年来．基于炉膛火焰辐射图像处理的燃烧温度1．1基本原理分布监测技术已经取得了很大进步。炉膛辐射能信号利用彩色CCD获取火焰图像，在计算机中对图能够很好地反应出炉内的燃烧状况，国内一些学者已像进行处理，将火焰图像转换为灰度图，根据维恩辐经将辐射

6、能信号引入锅炉和机组控制系统中，参与调射定律及比色测温原理得到火焰图像平均温度：节及控制。通过对炉膛实时三维温度场的分析，可以(Gc)气式中，G。为标定点的灰度；To为标定的温度；G得出炉内总辐射能信号，并建立起机组负荷与辐射能为火焰图像的平均灰度)。之间的定量关系，进而得到机组协调控制的新模型，直定义炉膛辐射能水平：E，对炉膛辐射能水接参与对机组的燃烧诊断、负荷控制和燃烧优化控制。平进行归一化处理得炉膛辐射能信号：P一=本文以姚电公司2号锅炉为研究对象，首次在双纠(为炉膛平均温度最高水平)。炉膛直流炉上开展了炉膛

7、三维温度图像处理及燃烧从上式中可建立辐射能与温度场的关系，当锅炉优化控制试验研究。在锅炉原有的燃烧控制系统中，炉膛内的燃烧状况发生改变时，辐射能信号的变化将将辐射能信号引入锅炉相关控制，进行了风煤配比燃体现温度场平均温度改变。烧优化控制试验，试验结果表明，建立在辐射能信号1．2辐射能检测装置为基础的相关控制策略，能够有效地强化炉膛燃烧，姚电公司双炉膛直流锅炉上安装的炉膛辐射能降低NO的生成。收稿日期：2006—12—28作者简介：周栋(1974一)，男，工程师，副总工程师，主要从事电厂技术管理工作一一维普资讯htt

8、p://www.cqvip.com2007年第3期华中电力第20卷检测系统结构如图1。系统通过16个CCD火焰探头始终存在一个最佳氧量Mo，使辐射能最高。因此，分四层(标高分别为15．9m、20．4m、23．9m和27．6m)系统燃烧优化控制的设计原则是：建立以辐射能信号的布置在炉膛角上．从不同层面观测炉膛，摄取炉膛内最佳风煤比的燃烧优化控制回路，研究最佳氧