基于温度场分布图的空预器热点检测系统研究-控制理论与控制工程专业论文.docx

摘要 基于温度场分布图的空预器热点检测系统研究 学 科 : 控制理论与控制工程 研究生 : 李 兵 （签名: ） 导 师: 李 琦 教授 （签名: ） 刘 涵 副教授 摘 要 （签名: ） 本文主要研究了电站锅炉空气预热器（简称空预器）发生二次燃烧的机理以及基于温度场分布图 的空预器热点检测系统。 空预器是利用锅炉尾部的烟气余热加热空气的换热设备。在锅炉起停炉过程中或低负荷运行时， 由于炉膛温度较低而造成部分可燃物燃烧不完全并沉积在换热面上。这些沉积物很容易发生自燃，称 为空预器的二次燃烧，需要对空预器进行热点检测来加以预防。目前大部分的空预器热点检测系统都 是采用热电偶或红外传感器作为测温元件，将所测温度值与事先设定的报警阈值相比较，以此来判断 是否需要报警。然而空预器可能在一个较大的温度范围内出现火情，很难确定一个适当的温度阈值来 检测出所有出现的火情，并且阈值的设定过多的依赖于经验和现场工况，容易出现漏报警和误报警。 另一方面，直接采用红外传感器进行温度检测的方法需要对具体空预器的发射率进行校正，减小了系 统的通用性。 本系统采用全辐射测温仪采集空预器转子表面的温度场分布图，预处理后提取图像特征，包括图 像的灰度特征、小波能量特征、矩特征。在此基础上采用 Fisher 比率法和相关系数法进行特征维数的 压缩，最后采用基于 Fisher 准则的 Sammon 最佳鉴别平面技术对图像进行分类（空预器正常运行时的 图像、异常运行时的图像），从而判别空气预热器的不同工作状态。结果表明，该方法对有效识别空预 器异常工作状态具有一定的参考价值。 关键词：空气预热器，温度场分布图，相关系数，特征选择，最佳鉴别平面 I Abstract Abstract II II RESEARCH ON AIR PREHEATER HOT SPOTS DETECTION SYSTEM BASED ON IMAGE OF TEMPERATURE FIELD Speciality: Control Theory and Control Engineering Candidate: Li Bing (Signature: ) Supervisor: Prof. Li Qi (Signature: ) Associate Prof. Liu Han (Signature: ) ABSTRACT This thesis is mainly concerned with mechanism of air preheater after-burning and air preheater hot spots detection technique based on image of temperature field. Air preheater is a kind of heat exchanger in power plant units. After-burning might be caused by inadequate combustion of fuel or badly heat-dispersed condition aroused by low air or gas velocity after boiler outage. At present, thermocouple or infrared thermometer are usually used as temperature measurement instrument in most air preheater hot spots detection systems. After-burning is alarmed or not is judged by the result of temperature measure value compared to the alarm threshold value set in advanced. However, when fire is brought out into air preheater, temperature degree covers a wide range .So, it is hard to set an appropriate value to detect all the hot spots at any time and much more experience and working conditions is depended on, therefore, sometimes warnings are lost or it makes a mistake to alarm. On the o