基于炉膛火焰图像信号的电站锅炉控制策略研究

合肥工业大学硕士学位论文基于炉膛火焰图像信号的电站锅炉控制策略研究姓名：王坤申请学位级别：硕士专业：检测技术与自动化装置指导教师：陈荣保20090301基于炉膛火焰图像信号的电站锅炉控制策略研究作者：王坤学位授予单位：合肥工业大学相似文献(10条)1.期刊论文王飞.严建华.卫成业.马增益.陈宗福.倪明江.岑可法基于图像处理的燃烧诊断和温度场测量系统在300MW电站锅炉上的应用-热力发电2001,30(3)电站锅炉的火焰检测和诊断技术对于锅炉的安全运行具有至关重要的意义，因此建立了一套基于图像处理的燃烧诊断和温度场测量系统。系统安装在300MW电站锅炉的BC层燃烧器，主要完成图像显示、历史记录、动态趋势预测和温度场计算等功能。提出了综合运用辐射传热、光学、计算机层析成像(CT)和计算机图像处理等多种技术的截面温度场计算方法。对基本误差也进行了比较和分析。2.学位论文李阳保基于数字图像处理技术的高温温度场软测量研究2009基于数字图像处理技术的高温温度场非接触软测量技术是以CCD图像传感器为基础，综合运用现代光电图像检测技术、数字图像处理技术和热辐射理论的一种新型辐射测温方法，能够实现快速、准确的高温温度场测量，显著提高测量技术水平，因而成为高温检测领域近年来的研究热点。本文以高温物体表面温度场的测量为研究目的，对基于数字图像处理技术的非接触高温温度场软测量技术进行了深入的理论分析与大量的实验研究。针对工业用彩色CCD图像传感器动态响应范围窄、测温范围小的问题，研究了扩大测温范围的方法，提出通过自动调节光圈快门组合来扩大测温范围的方法，实验结果证明了该方法的有效性。针对高温温度场软测量系统要求对高温图像进行在线实时处理，以及高温图像识别速度相对较慢的矛盾，提出了基于小波分解的高温物体图像快速识别方法。通过对图像灰度直方图统计量h（i）进行小波分解，得到图像的低频分量，同时使图像灰度级降低，从而缩小分割阈值的搜索范围，再利用简化的最大类间方差法求取图像分割阈值。实验结果表明，该方法不仅能够准确地计算出最佳分割阈值，而且运算速度得到了显著提高，从而大大提高了图像处理的速度，增强了测温系统的实时性，具有较强的实用性。建立了基于误差校正函数K（T）和基于三次多项式拟合的两种温度计算模型；深入分析了两种温度计算模型在实际测温中的有效性及各自的优缺点；通过工业炉实验证明了基于三次多项式拟合的温度计算模型的有效性。对研发的基于数字图像处理技术的高温温度场软测量系统，进行了黑体炉和工业现场实验。实验结果表明，高温温度场软测量系统测温精度较高，具有较强的实用性和推广价值。3.期刊论文盛锋.周怀春.韩曙东.李军.郑楚光.ShengFeng.ZhouHuaichun.HanShudong.LiJun.ZhengChuguang基于图像处理及辐射传热逆问题求解的二维炉膛温度场重建-中国电机工程学报1999,19(10)基于辐射图像处理和辐射传热逆问题求解,建立一种二维炉膛温度场重建方法.该方法中,图像采集装置(如CCD摄像机)成像单元接收的辐射能由炉膛中各气体和壁面单元发射的辐射能决定.采用MonteCarlo方法计算出CCD摄像机各成像单元所接收的各气体和壁面单元的辐射能的份额,即炉膛温度可从CCD摄像机成像单元接收的辐射能中重建温度分布.研究对象为一个由灰色炉膛壁面和灰色气体所组成的二维辐射-吸收系统.在CCD接收的能量加上正态分布随机误差后重建出的温度场与给定值吻合得很好,表明该方法有良好的工程应用前景.但提高热量分布重建结果的精度需要考虑炉膛系统中存在的质量流动.4.学位论文胡刚炉膛火焰温度场可视化测量研究及应用2000热物理量的测量,尤其是火焰温度场测量对于电站锅炉控制和燃烧诊断具有极为重要的意义.目前,日益严格的环境保护标准要求减少电站锅炉的燃烧污染排放,而只有优化炉内燃烧工况,才能有效控制污染量,同时,燃烧状况的优化还可满足电厂经济性运行的要求.该文就是要开发一种用于炉内燃烧火焰温度场测量的、简便有效的系统,用于指导燃烧状况的调整.该文所提出的方法作为一种新型燃烧诊断和测量的方法,它既能向运行人员提供实时的炉内燃烧图像,又能燃烧火焰温度的分布,因此这种方法对于指导燃烧状况的调整有着重要的意义,它必将随相关学科的发展以及工程应用的需要而不断发展完善.5.期刊论文许永华.吴敏.曹卫华.宁志宇.XUYong-Hua.WUMin.CAOWei-hua.NINGZhi-yu高炉温度场的红外图像识别检测方法及应用-控制工程2005,12(4)针对高炉炉内温度场的分布及高炉布料的情况,提出了一种基于红外图像处理的高炉温度场检测方法.它通过红外图像处理来建立温度场分布模型,结合十字测温进行温度定标,实现了高炉温度场分布在线监视,为指导高炉布料提供了一种有效的途径.基于图像处理的温度检测技术具有非接触、低成本、易维护、实时性的特点,使其在冶金、建材、ⅱ热电厂等场合有着广泛的应用前景.6.学位论文陈娟激光熔池温度场检测的数字图像处理技术研究2007激光再制造技术近年来在国内外受到普遍关注，形成激光加工与先进制造技术的一个前沿和热点，已在国内外得到重要的工业应用。为了更好的把该项技术应用于生产，开展激光熔池温度场的实时检测，具有重要的意义。采用工业电荷耦合器件(ChargeCoupledDevice，简称CCD)与计算机图像处理技术相结合的非接触式测温方法，检测高温物体温度场已成为国内外研究的热点。为了对激光加工温度场检测技术作进一步的研究，本文提出激光熔池温度场检测的数字图像处理方法，研制了一套激光熔池温度场检测系统，编制了温度场检测专用软件，并开展了激光熔池温度场的检测试验，为激光制造的在线监测提供了新的手段。本文介绍了温度场检测的数字图像处理技术原理，综述了国内外发展现状，主要进行了以下几项研究工作：1．分析激光熔池特点，建立了激光熔池温度场检测的数字图像处理方法。针对熔池特点确定熔池图像的处理方案。2．以VC++为开发环境，Windows2000为应用平台，开发出激光熔池温度场检测专用软件。对激光加工熔池温度场进行实时数据采集，并对采集结果做温度场分析。3．建立激光熔池温度场的温度标定方法。采用国家标准黑体炉作为标定仪器，用CCD摄像机拍摄黑体炉内一系列温度的热辐射图像，利用开发的专用软件建立起灰度值与温度的对应关系。4．通过激光熔凝、熔敷等实验，对激光熔池温度场数字图像处理检测技术做试验分析。7.会议论文许永华.吴敏.曹卫华.宁志宇高炉温度场的红外图像识别检测方法及应用2005针对高炉炉内温度场的分布及高炉布料的情况,提出了一种基于红外图像处理的高炉温度场检测方法.它通过红外图像处理来建立温度场分布模型,结合十字测温进行温度定标,实现了高炉温度场分布在线监视,为指导高炉布料提供了一种有效的途径.基于图像处理的温度检测技术具有非接触、低成本、易维护、实时性的特点,使其在冶金、建材、热电厂等场合有着广泛的应用前景.8.学位论文黄庆裕磁悬浮转子的温度场及其三维数字建模方法的研究2006磁悬浮转子在工作过程中出现的温升是必然现象，磁悬浮转子的温升问题越来越成为制约控制精度、高转速、长时间正常运转的瓶颈，该问题急需科研工作者去分析和解决。磁悬浮转子的结构设计对其工作温度的高低及温度场分布有很大影响。研究磁悬浮转子工作温度场和它与结构设计之间的关系，建立磁悬浮转子的三维数字模型，可为磁悬浮转子系统的结构设计提供可靠的依据，并为研究温度场对磁悬浮转子工作特性的影响建立了进一步研究的平台。本文介绍了磁力轴承工作原理、发展概况及应用前景。本文以高速磁悬浮铣削转子为研究对象，采用合适的计算方法对磁悬浮转子温度场进行了理论分析与计算。利用红外热像仪测量它工作时的二维温度场分布，采用合适的图像处理方法对所测结果(红外图像)进行图像预处理，消除图像中的随机噪声和其他噪声给图像带来的影响，并能保持图像的原有效果；结合磁悬浮转子的结构特征对图像进行分割，挑选出具有代表性的点，使其在实验范围内充分均衡分散，但仍能反映体系特征；为了消除被测表面特性差异所引起的误差，提出了特征点滤波方法，提取特征点数据并用插值法求出所缺数据；最后重新整理数据并用合适的建模方法建立了磁悬浮转子三维的温度场数字模型。所建立的三维数字模型给出清晰、直观、层次感立体感强的温度场分布，并能一目了然地判别升降温区，实现了温度场变化的温差显示；结合所输入的文本数据，很容易可以知道某个或某些确切位置的温度数据，打破了专用软件的禁锢。从而在已知磁悬浮转子二维温度场的基础上实现了三维温度场的重建，研究了磁悬浮转子结构设计对温度场的影响。针对磁悬浮转子的温度场分布，提出了些改善磁悬浮转子温升的具体措施。9.期刊论文杨军伟.胡仲翔.时小军.钱耀川.YangJunwei.HuZhongxiang.ShiXiaojun.QianYaochuan红外CCD在线温度场测量误差分析-光学学报2009,29(5)红外CCD是通过采集高于绝对零度物体发出红外线并转化为图像来进行在线温度场测量的,得到的图像与物体的本身有一定的对应关系.由于受到很多干扰因素的影响,得到的温度场信息并不完全准确.造成的误差有很多,包括光学系统的误差、CCD器件本身带来的误差,还有就是红外辐射的干扰.对于前两者通过图像处理方法可以消除一部分误差,而红外辐射的干扰随机性比较大,利用一般的图像处理不能够完全解决.采用预埋热电偶的方法实时监测几个固定点的温度,然后利用这几个点的温度与CCD测的温度相比较,从而实时来校准系统的发射率.并利用修正后的系统发射率来计算被测物体的温度场分布,为了防止温度只是由于突然改变的系统的发射率发生突变.由此设计了温度场实时校准数学模型和修正系统,消除了部分温度场在线测量误差和突变,实现了红外CCD在线温度场的准确测量.实验结果表明,利用温度场实时修正系统来消除红外CCD温度场实时测量误差是可行的.10.学位论文宁志宇高炉温度场与料面分布模型及其应用研究2005在高炉生产过程中，炉内状态是布料操作决策的关键。高炉炉内状态的检测、预测是高炉优化操作的基础。本文主要是针对高炉炉内的温度场和料面分布建立模型，提供更好的炉内状态信息。首先本文简单介绍了高炉生产的工艺流程，阐明了高炉炉内温度场以及料面分布形成的机理。其次在分析了国内外高炉温度场的检测和研究现状的基础上，针对安装了十字测温和红外摄像机的高炉，提出了一个基于红外图像的温度场模型。该模型融合了十字测温和炉内红外图像的信息，采用动态温度定标的方法得到灰度与温度的对应关系，同时还结合图像处理的方法，提取了温度场的伪彩图、等温线、径向温度等信息，为现场工作提供了更直观、深入的高炉炉内温度信息。然后在分析了国内外高炉内料面分布的检测与研究情况的基础上，针对安装了红外摄像机的无料钟多环布料高炉，提出了一个基于信息融合的料面分布模型。该模型结合布料模型、高炉结构数据以及红外图像等信息，分析了各种信息所反映的料面分布特征，并利用专家经验对这些特征进行融合，能在理想假设条件下对对高炉炉内料面分布的内外堆角、堆尖位置和中心炭堆形状进行实时预测。最后把本文的两个模型应用于工业生产现场的监视系统中。该系统利用位图、OpenGL等可视化技术把模型的结果直观地显示出来，全面、实时地展示了高炉炉内的温度场以及料面分布信息。工业应用的结果证明本文的模型是有效的。本文链接：授权使用：上海海事大学(wflshyxy)，授权号：277c948b-beb3-4269-b2da-9de100484cf6下载时间：2010年8月29日