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        成果簡介

        我國目前能源利用效率低;一次能源消費以煤為主,造成嚴重的環境污染。在我國占主導地位的燃煤火力發電機組中,爐內安全、高效、清潔燃燒優化設計和機組優化運行的瓶頸之一在于缺乏準確的爐內三維燃燒工況實時在線監測技術。

         

        本項目在國家自然科學基金委員會、教育部以及電力行業的大力支持下,結合熱輻射傳遞、光電圖像處理、病態問題求解、熱工學、自控理論,建立了爐內火焰輻射能量成像和溫度成像模型,提出了改進的Tikhonov 正則化方法重建溫度場的算法,實現了鍋爐爐內燃燒三維溫度場實時可視化檢測技術的突破,可同時給出爐內1000 個以上離散單元的三維溫度場分布數據及其實時顯示,三維溫度場刷新周期小于5 秒,相對誤差在5%以內。經專家鑒定,該項技術達到了國際領先水平。進一步從火焰圖像中實時計算出爐內輻射能,將其作為爐內燃燒率檢測信號,引入發電機組控制系統,改進負荷(燃料)控制、燃燒優化控制及汽溫控制,變負荷情況下鍋爐主汽溫波動幅度減小50%以上;燃燒優化后,機組出力增加約1%;氮氧化物的排放量下降10-25%,取得了顯著的控制效果,是對傳統機組協調控制的發展,具有重要的創新性,經專家鑒定,達到了國際先進水平。

        目前,該項技術已獲得四項國家發明專利、一項實用新型專利,已在武漢鋼電股份公司,湖北長源第一發電公司,武漢鋼鐵集團公司,廣東沙角A 電廠,中國電力姚孟發電公司、平煤集團坑口電廠等推廣應用,取得了良好的經濟和社會效益,累計效益達11042 萬元。現已出口到巴西,在其它行業工業燃燒過程檢測和實驗室燃燒基礎研究等領域也有著廣泛的應用前景。2007年獲湖北省技術發明獎一等獎。

         

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