【摘要】：電站鍋爐實時入爐煤量的測量一直是鍋爐建模過程中最為關(guān)鍵的信息之一,然而現(xiàn)場實際的煤量信號測點一般位于磨煤機之前,磨煤機制粉時間的不確定性給實時入爐煤量的確定帶來了困難。本文基于燃燒器噴口處拍攝的煤粉燃燒圖像,利用深度學(xué)習(xí)相關(guān)技術(shù)提取了圖像中的煤量特征區(qū)域,并在煤量特征區(qū)域與煤量信號之間建立聯(lián)系,將煤量測點推遲到燃燒器噴口處,從而實現(xiàn)了基于視頻信號的燃燒器入爐煤量實時測量。從現(xiàn)場獲得的火焰圖像較為復(fù)雜,圖像中除了煤量特征區(qū)域和燃燒區(qū)域外,還有可能出現(xiàn)結(jié)焦、遮擋等情況,傳統(tǒng)圖像處理方法不能夠有效解決此類問題。本文提出了一種基于卷積神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的火焰圖像分割模型,該模型可以將火焰圖像分成不同的部分,從而獲得煤量特征區(qū)域。煤量特征區(qū)域包含兩個最直觀的特征:區(qū)域面積和煤粉濃度。本文首先給出基于邊界跟蹤法的區(qū)域面積度量方法,以及基于像素灰度值的煤粉濃度度量方法。在得到煤量特征區(qū)域的兩個特征后,分析了影響煤量特征區(qū)域特征的兩個主要因素:煤量和爐膛負壓。通過理論分析和仿真結(jié)果可以發(fā)現(xiàn):煤量特征區(qū)域面積隨煤量信號的增加而增大,煤粉濃度隨煤量信號的增加而增大;煤量特征區(qū)域面積隨爐膛負壓的增大而增大,煤粉濃度隨爐膛負壓增大而減小。因此,本文對煤量特征區(qū)域面積特征與濃度特征進行融合,從而得到了一個僅與煤量信號之間存在強相關(guān)關(guān)系,而與爐膛負壓信號相關(guān)性較為微弱的特征參數(shù)。通過在不同工況下的檢驗,該參數(shù)在誤差范圍內(nèi)能夠較好的表征煤量信息,從而實現(xiàn)了基于視頻信號的燃燒器入爐煤量實時測量。
【圖文】：

華北電力大學(xué)碩士學(xué)位論文逡逑第２章鍋爐火焰燃燒圖像特征區(qū)域選擇逡逑爐膛火焰圖像特點分析逡逑煤粉進入爐膛燃燒過程逡逑電站鍋爐的發(fā)電過程如下圖所示，原煤塊經(jīng)原煤斗落在輸煤皮帶后，經(jīng)進入磨煤機，經(jīng)過磨煤機研磨后，合格的煤粉會被一次風(fēng)攜帶經(jīng)過燃燒膛。在爐膛中煤粉逐漸吸熱升溫，達到燃點后發(fā)生劇烈的氧化反應(yīng)，同大量的光和熱，燃燒產(chǎn)物會通過煙道和鍋爐底部排出，，而釋放出的主要鍋爐水冷Ｍ中的水吸收。大量的高溫蒸汽會被送往汽輪機，推動汽輪機機轉(zhuǎn)動，從而完成了從煤炭中的化學(xué)能向電能轉(zhuǎn)變的過程。逡逑

膛到燃燒這一過程，安裝位置如下圖所示：逡逑圖２－２邋ＣＣＤ相機安裝位置示意圖逡逑圖２－３是一些從現(xiàn)場拍攝到的火焰圖像，由于相機安裝位置、拍攝角度等多逡逑種原因，不同相機拍到的火焰圖像會有一些差異，但同時這些圖像還會具有一些逡逑共性的特點，可以作為我們本課題研究的出發(fā)點：逡逑（１）畫面中能夠觀察到一個近似于峰形的煤量特征區(qū)域從圖像的邊緣延伸逡逑到畫面中心，且從峰狀煤量特征區(qū)域的峰底到峰頂，畫面的亮度不斷增加，表明逡逑煤粉濃度不斷降低，這一方面是因為煤粉氣流的不斷擴散，另一方面是因為煤粉逡逑逐漸開始燃燒。逡逑（２邋）煤量特征區(qū)域的一些特征與給煤量信號之間存在一定的相關(guān)性。例如，逡逑在煤量特征區(qū)域面積變化不大時，當(dāng)給煤量增加時，煤量特征區(qū)域的整體顏色會逡逑更加深；當(dāng)煤量特征區(qū)域整體顏色深度變化不大時，當(dāng)給煤量增加
【學(xué)位授予單位】：華北電力大學(xué)(北京)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2019
【分類號】：TP391.41;TM621.2

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本文編號：2688710