基于声学测温的电站锅炉温度检测研究

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大型电站锅炉炉膛的温度是锅炉安全运行时需要关注的重要方面之一,温度是否正常直接影响着锅炉的运行状态,对锅炉的控制和故障诊断具有重要意义。由于电站锅炉体积庞大、结构复杂,温度的直接测量难度较大,因此间接测量是一种较好的温度检测方法。声学测温是一种新型测温技术,具有非接触式、测量范围广、良好的适应性、实时性、较高的准确性等优点,已经在电站锅炉测温中具有良好的应用。声波飞渡时间的测量是声学测温方法中的关键技术,其测量精度直接影响检测锅炉温度的精确度,因此,本论文以电站锅炉为研究对象,重点对声学测温算法以及锅炉炉膛温度场进行了探讨和研究。主要完成了以下工作:(1)介绍了温度场测量的基本理论及常见方法,阐述了声学测温的基本原理,包括声波在燃烧时的波动方程,以及声波和媒质的温度关系。(2)提出了基于三次相关时延估计算法的改进算法,将三次相关与PHAT加权函数相结合,并引入指数次数β,通过计算机仿真在不同噪声背景下算法的估计性能,结果表明与一次相关、二次相关等方法相比,该方法能够在更低信噪比下获得较高精度的声波飞行时间估计值。(3)为了获得温度场的分布情况,以单峰对称和单峰偏斜的火焰模型为例,采用最小二乘法温度场重建算法进行仿真,结果表明,最小二乘法可以较好的还原温度场,且单峰对称的效果优于单峰偏斜。
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