用数字图像分析气化炉内燃烧状态的试验研究

基于数字图像处理技术,研究气流床气化炉内多喷嘴对撞气化火焰几何特征,分析气化稳定燃烧和不稳定燃烧两种状态。运用火焰的相对亮度面积、形心坐标和火焰图像的平均灰度值等3个方面的变化趋势,说明气化燃烧状况,从分析结果中可以得到以下结论:当3个方面的变化趋势都很平稳时,说明燃烧状态较稳定;当前两个变化幅度较大时,说明气化燃烧状态不稳定。研究结果为预测气化炉内气化燃烧趋势,提供了理论参考。     

基于图像处理的CCD测温系统标定方法

阐述双色法测温原理,研究了基于图像处理的电荷耦合器件CCD测温系统标定方法。根据实验结果,优选出最佳的增益组合,建立了双色法测温中的系数与灰度的关系,与单色辐射强度和单色亮度值的关系,并用两种方法计算温度。结果表明:两种方法得出的计算值与设定温度值的相对误差都较小,适合工程上的应用,为火焰温度场的测量奠定基础。     

同轴自由射流火焰的实验研究

利用同轴双通道烧嘴,研究敞开环境下氧气-酒精垂直自由射流扩散火焰的特征.计算同轴射流双通道烧嘴的当量直径、Froude数等影响湍流扩散火焰长度的参数,拟合湍流扩散火焰长度的公式.拍摄了曝光时间为1/1000 s的火焰图像,测量液体燃料在不同操作条件下的破裂长度.实验结果表明,湍流火焰的长度在富氧条件下随着酒精流量的增加而增长,当达到完全燃烧条件时火焰长度达到最大值;湍流扩散火焰的液体破裂长度几乎不随操作条件发生变化.     

非并网风电电解水制氢系统及应用研究

2013年中国风电新增装机容量为16.1 GW,累计装机容量为91.42 GW,两项指标均居世界第一,却有大量风机不能并网发电。当前,并网难已成为我国大规模风电发展中的突出问题。非并网风电是指风电系统的终端负荷不再是传统的单一电网,而是通过必要的技术创新与集成,直接应用于一系列能适应风电特性的高载能产业及其他特殊领域。在江苏大丰市建成日产120 Nm3非并网风电电解水制氢系统示范工程。该系统利用1台30 k W风机和1台10 k W风机共同给电解水制氢装置供电,采用非并网风电供电模式,风电联网不并网,消除了风电对电网的冲击,实现风电100%高效、低成本利用。该系统的研究可以揭示风电与电解水制氢工艺之间的耦合规律。     

撞击流气化炉内火焰二维温度场分布的测量

通过试验研究和理论分析,提出了一种基于彩色CCD三基色的单色法,测量了气化炉火焰温度,并计算气化火焰二维温度场.采用了多个参考点,进而提高了计算的精确性.结果表明,使用此方法能有效地检测气化火焰的二维温度场分布,并正确地反映气化燃烧状况,对工业气化炉的运行具有一定的指导意义.     

基于双色法测量气化火焰温度场的研究

基于双色法测温原理,测量了多喷嘴对置式气化炉内气化火焰的温度场.为减少测量误差,对CCD摄像机系统进行了标定,并对拍摄的气化火焰图像进行了处理,提高了测量的精度.结果表明:两喷嘴运行时,撞击气化火焰不规则,火焰末梢有时会冲刷炉壁,火焰主体温度分布范围为1 400 ℃～1 600 ℃;四喷嘴运行时,撞击气化火焰呈单峰十字型,集中在炉膛中心且更均匀,火焰主体温度分布范围为l 500 ℃～1 800 ℃.气化炉在两喷嘴工业运行时,另一对不使用的烧嘴应采用氮气保护,并尽量避免两喷嘴在长周期下运行,以延长耐火砖和喷嘴的使用寿命.     

撞击流气流床气化炉内火焰截面温度场研究

基于对气化火焰结构特征的假设,以Planck辐射定律和计算机层析成像技术为理论基础,建立了一种采用普通面阵CCD测量气化火焰截面温度场的方法。火焰监测系统安装在气化炉顶部以拍摄炉膛火焰。结果表明,四喷嘴撞击火焰较为规则,四股火焰相互抑制,撞击火焰集中在炉膛中心。重建出的火焰温度分布与气化火焰结构很吻合,且呈现为十字型结构,中心温度高,边缘温度低。火焰中心截面温度场的主体范围为1 700~2 050 ℃。计算温度与测量温度的相对误差小于±6.4%,符合工程应用的要求。     

基于BP神经网络预测气流床气化炉炉膛温度的试验研究

气流床煤气化技术,是当今煤炭清洁利用的龙头技术。控制气化炉操作温度是保证气化炉长期稳定运行的关键。本文利用三层BP神经网络,结合Matlab神经网络工具箱,分析和预测四喷嘴对置式气流床气化炉试验装置其炉膛的最高温度。将预测的结果和实验数据作比较,结果表明,该网络模型的预测值与气化炉不同负荷下最高温度试验值几乎吻合,是一种可行的数据处理方法。