为了对锅炉燃烧状况进行更为有效的监测、诊断和控制，在姚孟发电有限公司2号炉（双炉膛直流锅炉）实现了对炉膛燃烧三维温度场、壁面辐射热流、炉膛容积热负荷和断面热负荷等分布的可视化实时监视和诊断，以提高锅炉效率。
1、系统总体设计
1.1系统结构及硬件配置
锅炉三维温度场可视化监控系统结构如图1所示。通过16个CCD火焰探头获得炉膛火焰的燃烧信息，经过视频分割器和计算机图像处理以及相关的温度重建算法进行运算，实时计算炉膛火焰的三维温度分布，并动态显示火焰中心的位置偏移状况。16个CCD火焰探头分4层布置在双炉膛的四角附近，每层4个，两层之间间距为(3～5)m，镜头俯视炉膛，其视角范围为上下、左右各100。的棱锥形区域。视角中心线位于正方体垂直对角面上，均向下倾斜45°。16个CCD火焰探头从不同层面观测炉膛，得到16幅火焰画面经过视频分隔器合成为一幅图像，输人工控机的图像采集卡中。合成的火焰图像根据软件的重建算法实时计算出炉膛三维温度场。系统可视化站主要用作三维温度场计算，采集站负责与DCS相互通讯，并给出燃烧诊断和报警信号。富通新能源生产销售
生物质锅炉，生物质锅炉主要燃烧
颗�；�、
木屑颗�；�压制的生物质颗粒燃料，同时我们还有大量的杨木木屑颗粒燃料和玉米秸秆颗粒燃料出售。
系统包括火焰检测、控制柜等，主要硬件配置见表l。
1.2软件构成
软件�？榘ǎ夯鹧嫱枷癫杉？�、温度场计算及显示�？�、通讯�？�、燃烧诊断与控制�？�。通讯�？橛职ɑ赥CP／IP的WinSock网络通讯�？�、硬接线通讯模块、基于Modbus协议的串口通讯�？榈��；鹧嫱枷癫杉？槭凳被袢÷湃忌栈鹧嫱枷袷�，温度场计算及显示�？槎曰鹧嫱枷窠写�，实时计算炉内三维温度场并在彩色CRT上显示温度场计算结果。WinSock网络通讯模块负责2台工作站的数据通讯，将可视化站作为服务器端，采集站作为客户端，可视化站完成三维温度场计算后实时将计算结果通过光纤传给采集站。硬接线通讯模块发送两路炉膛辐射能信号到DCS参与机组燃烧控制调节，同时从DCS接收实发功率、炉膛负压、给水流量等少量热工参数（周期均为1 s）。基于Modbus协议的串口通讯�？榻露瘸∈莘⒏鳧CS并从DCS接收较多的热工参数。三维温度场数据包括甲、乙炉膛最高温度值及其坐标值（X、y、Z方向），甲、乙炉膛各5层平均温度值及各层最高温度对应的X、y坐标值等；热工参数包括8个角二次风总风门开度，各层各角周界风开度、32台给粉机转速、各层各角一次风粉压力等共192个参数点。因为通讯数据量比较多，采样周期为5s。燃烧诊断和控制模块结合炉内燃烧温度场及DCS传来的热工参数等信息，对炉内燃烧工况进行诊断，给出甲、乙炉膛火焰图像异常，辐射热过强、过弱，火焰中心偏低、偏高，灭火预警，火焰刷墙等报警信息并传给DCS。
2、系统运行
火焰探头经过冷态检测、快门设定、靶面调整及黑体炉标定后，实际运行获取的不同负荷下的火焰图象见图2。
从图2中可以看出，随着负荷的增加，图像逐渐变亮，图像本身的特性如红(R)、绿(G)、蓝(B)值及灰度值都呈有规律的变化。由于煤的灰熔点及燃烧工况的变化，在实际投运中采集的图像局部有结焦现象，为此针对结焦区域编制了专用的除焦算法�；谕枷裥畔⒈旧淼姆治龊痛恚玫搅寺谌忌杖露瘸『吐抛芊淠�。构建出的炉膛实时三维温度场见图3。
从重建出的炉膛可视化结果可以看出：(1)炉内的温度范围为(1 200～1 800)K左右；(2)炉膛上部及炉膛出口区域的温度较低，炉膛中部燃烧器区域的温度较高；(3)甲、乙炉膛都能形成单峰分布的火焰温度场，靠近中间水冷壁的温度较高。
炉膛壁面热流显示、火焰中心沿高度分析、火焰中心相对位置分别见图4、图5、图6。
3、炉内燃烧工况与辐射能信号相关性试验
根据维恩辐射定律及比色测温原理，得到火焰图像平均温度：
由图7可知，辐射能信号对各参数的变化很灵敏，实时快速地反应了炉内燃烧工况的变化。在其它参数保持不变的情况下，降低氧量辐射能增加，增加氧量辐射能减少。在机组300 MW负荷下的锅炉变氧量试验中，当总风量变化8.5%左右时，炉内A、B侧辐射能变化6. 3%左右；在机组250 MW变氧量试验中，当总风量进行同等幅度变化时，炉内A、B侧辐射能变化7.8%左右。
4、结 论
在姚孟发电有限公司2号炉上实现了燃烧三维温度场及相关热力参数等分布的实时可视化监控、诊断，优化了锅炉燃烧。利用三维燃烧温度场可视化信息计算出的炉膛燃烧总辐射能信号，能快速、准确反映炉内燃烧状况，并与锅炉的主要运行参数有显著的相关性。以炉膛辐射能信号作为前馈的机组相关控制（主蒸汽温控制、煤水比控制、氧量寻优控制、机组协调控制等）是可行的。辐射能信号作为调节信号引入直流锅炉控制中，可以提高机组主要参数的调节品质及其稳定性。对超临界、超超临界直流锅炉机组燃烧优化控制、给水控制、负荷控制等提供了新思路、新方法。炉膛辐射能信号参与控制的试验研究工作正在进行中，富通新能源生产销售的生物质锅炉以及木屑颗�；怪频纳镏士帕Ｈ剂鲜强突遣淮淼难≡�。
相关生物质锅炉颗�；罚�
1、
生物质热风空调
2、
木屑颗�；�
2、
秸秆颗�；�
