一种燃煤火电机组炉内燃烧能量辐射能信号的构建方法

摘要

一种燃煤火电机组炉内燃烧能量辐射能信号的构建方法，属于火力发电厂锅炉燃烧监测及控制技术领域。首先，通过沿炉膛不同高度位置上布置的多只火焰图像探测器获得燃烧火焰的图像信息，实时计算每一幅图像的灰度值并转化到与机组实发电功率相同的量程范围，将其定义为初始辐射能信号。再次，利用机组实发电功率的值对初始辐射能信号进行动态补偿的数据处理，得到最终的辐射能信号。最后，将该辐射能信号作为炉内能量水平的检测量输出到火电机组的协调控制系统中。应用结果表明，该方法构建的辐射能信号能够有效反映炉膛火焰的脉动性，并消除了因探测器积灰、结焦等因素造成的信号偏差，能够适用于不同类型、不同容量机组的连续在线优化控制。

主权项

一种燃煤火电机组炉内燃烧能量辐射能信号的构建方法，其特征在方法包括如下步骤：1)、沿炉膛不同高度的位置上安装多只火焰图像探测器，获取炉内火焰辐射图像信息，经图像处理技术实时计算图像的灰度值GSU_i,j，其表达式:GSU_i,j＝0.11R+0.59G+0.23B      (1)其中，i为火焰探测器的个数，j为每个探测器采集图像的张数，每张图像计算得到一个灰度值；R、G、B分别为图像三原色红、绿、蓝信息值，并定义图像的灰度值GSU_i,j为初始辐射能值；2)、以机组的实发功率作为基准对初始辐射能值做动态量程换算，依据式(2‑3):$k_{1,i}=\frac{\underset{j=1}{\overset{M}{\Sigma }}{P}_j/{\mathrm{GSU}}_{i,j}}{M}---\left(2\right)$E_i,M＝k_1,i·GSU_i,M         (3)其中，k_1,i为第i个探测器获得的初始辐射能信号的比例系数，M为计算比例系数的数据段长度，P_j为该数据段内的机组实发功率，GSU_i,M为第i个探测器获得的初始辐射能信号在第M时刻的数值，E_i,M即为M时刻换算到与机组负荷同量程的辐射能值；3)、筛选其中正确反映机组负荷变化的初始辐射能信号，依据式(4‑5):|E_i,M‑P_M|≤E_thr       (4)$\begin{array}{cc}{E}_0=\frac{\underset{i=1}{\overset{N^{\prime }}{\Sigma }}{E}_{i,M}}{N^{\prime }}& (N^{\prime }\le N)\end{array}---\left(5\right)$其中，P_M为对应M时刻的实发功率，E_thr为设定的阈值，N为总探测器个数，N′为满足公式(4)的探测器个数，E₀即为筛选后的正确反映能量变化的辐射能信号均值；4)、对机组在负荷变化剧烈阶段的辐射能信号均值E₀优化：$k_2=(a^{\prime }+b^{\prime }·P)/(a^{\prime }+b^{\prime }·\bar{P})---\left(6\right)$E＝k₂·E₀       (7)其中，k₂为第二个修正系数，a'，b'是k_1,i随机组功率变化的均值与发电功率P经最小二乘法计算得到的系数，为发电功率均值，E即为反应炉内能量水平高低，最后输出的辐射能。