激光吸收光谱技术应用于锅炉优化控制研究
2021-11-06赖小明沈德明
赖小明,邹 婷,陈 昊,沈德明
(1.南京科远智慧科技集团股份有限公司,南京 211102;2.江苏省热工过程智能控制重点实验室,南京211102)
引 言
目前我国火电发电量比重占总的发电量80% 以上,而电厂锅炉设计工况和实际工况差异较大,现有的燃烧控制精度差,效率比较低下,锅炉偏烧容易影响金属寿命,锅炉炉膛燃烧气体的温度场测量可作为燃烧优化的重要参量。
可调谐二极管激光吸收光谱法(tunable diode laser absorption spectroscopy,TDLAS)作为一种快速、准确的测量手段,常被用在锅炉[1-6]以及航空发动机、激波管[7-10]等高温环境下的气体温度测量。国内不少学者利用TDLAS技术在锅炉测量方面进行了仿真和实验室研究。LU等人[11]对锅炉CO2浓度测量中进行了常温研究。ZHAI等人[12]针对工业现场设计了温度测量系统。SUN等人[13]在平焰炉上用多测量路径对温度场测量技术进行了研究。
结合TDLAS技术和计算机层析(computed tomography,CT)的激光吸收光谱计算机层析诊断技术(tunable diode-laser absorption tomography,TDLAT)技术在近年内被提出[14-15]。为进行温度场的重建,通常需要超过6个投影角度。MA等人提出减少投影光线数,增加谱线数量的超光谱法进行2维燃烧场重建[16-17]。HUANG[18]与YU[19]等人分别利用深度学习和极限学习机等方法对2维温度、浓度场重建进行了数值计算研究。
由于电厂锅炉炉膛燃烧的环境较为复杂、干扰因素较多、安装调整空间受限,使得原位在线测量变得较为困难,并且投影角度非常受限,因此,国内鲜有在电站锅炉炉膛进行温度场重建的报道。尽管如此,作者仍然期望能够实现锅炉炉膛温度场的在线测量。……
