[發(fā)明專(zhuān)利]一種鍋爐爐膛三維溫度場(chǎng)檢測(cè)方法、裝置和計(jì)算機(jī)設(shè)備

在審

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202110851707.3
• 申請(qǐng)日: 2021-07-27
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN113506285A
• 公開(kāi)（公告）日: 2021-10-15
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 王麗;吳憲云;劉本祜;張露;王穎
• 申請(qǐng)（專(zhuān)利權(quán)）人: 西北工業(yè)大學(xué)
• 主分類(lèi)號(hào): G06T7/00
• 分類(lèi)號(hào): G06T7/00;G06T7/136;G06T7/90;G06N3/00;G06N3/04;G06N3/08;G06N3/12
• 代理公司: 西安銘澤知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所(普通合伙) 61223
• 代理人: 梁靜

本申請(qǐng)涉及一種鍋爐爐膛三維溫度場(chǎng)檢測(cè)方法、裝置和計(jì)算機(jī)設(shè)備，該方法包括：獲取鍋爐爐膛內(nèi)火焰的全景圖像；將全景圖像輸入至反向傳播GAN模型，獲得二維火焰溫度分布；通過(guò)輻射溫度成像模型，將二維火焰溫度分布轉(zhuǎn)化為三維火焰溫度場(chǎng)。由于鍋爐火焰燃燒情況復(fù)雜，難以確定火焰輻射率，因此本方案提出基于反向傳播GAN模型的鍋爐爐膛三維溫度場(chǎng)檢測(cè)方法，然后對(duì)得到的溫度場(chǎng)進(jìn)行分析和監(jiān)測(cè)，得到實(shí)時(shí)爐膛火焰場(chǎng)，及時(shí)發(fā)現(xiàn)水冷壁偏蝕隱患，指導(dǎo)電廠通過(guò)合理配風(fēng)優(yōu)化爐內(nèi)湍流，避免出現(xiàn)高壁溫面，提高電廠燃燒室吸熱效率，降低水冷壁燒偏安全隱患，提高安全性和經(jīng)濟(jì)效益。

技術(shù)領(lǐng)域

本申請(qǐng)涉及鍋爐火焰監(jiān)控技術(shù)領(lǐng)域，特別是涉及一種基于反向傳播GAN模型的鍋爐爐膛三維溫度場(chǎng)檢測(cè)方法、裝置和計(jì)算機(jī)設(shè)備。

背景技術(shù)

火電廠鍋爐水冷壁管的可靠性，直接影響電廠機(jī)組的安全有效運(yùn)行。鍋爐兩側(cè)對(duì)沖式燃燒腔，對(duì)沖爐運(yùn)行過(guò)程中溫度高達(dá)1300℃，火焰湍流紊亂復(fù)雜，對(duì)水冷壁管造成高溫腐蝕和沖蝕磨損，形成安全運(yùn)行的嚴(yán)重隱患。一旦發(fā)生爆管事故造成停爐搶修，不僅打亂電廠的正常發(fā)電秩序，減少發(fā)電產(chǎn)值，而且增加了工人勞動(dòng)強(qiáng)度和額外的檢修費(fèi)用，直接影響企業(yè)效益，同時(shí)也干擾了地區(qū)電網(wǎng)的正常調(diào)度，影響當(dāng)?shù)毓まr(nóng)業(yè)生產(chǎn)，由此也造成很大的社會(huì)影響。由于鍋爐火焰燃燒情況復(fù)雜，難以確定火焰輻射率，因此電廠燃燒爐原有火焰圖像檢測(cè)設(shè)備已無(wú)法正常使用。

發(fā)明內(nèi)容

基于此，有必要針對(duì)上述技術(shù)問(wèn)題，提供一種鍋爐爐膛三維溫度場(chǎng)檢測(cè)方法、裝置和計(jì)算機(jī)設(shè)備。

一種鍋爐爐膛三維溫度場(chǎng)檢測(cè)方法，所述方法包括：

獲取鍋爐爐膛內(nèi)火焰的全景圖像；

將全景圖像輸入至反向傳播GAN模型，獲得二維火焰溫度分布；

通過(guò)輻射溫度成像模型，將二維火焰溫度分布轉(zhuǎn)化為三維火焰溫度場(chǎng)。

進(jìn)一步地，所述獲取鍋爐爐膛內(nèi)火焰的全景圖像，包括：

采用全景圖像火檢探頭，獲取鍋爐爐膛內(nèi)火焰的原始圖像；

采用特征配準(zhǔn)方法，對(duì)原始圖像進(jìn)行全景相機(jī)拼接。

進(jìn)一步地，所述全景圖像火檢探頭，

安裝在鍋爐爐膛頂端火焰監(jiān)測(cè)口，采用壓縮空氣的冷卻方式對(duì)全景圖像火檢探頭進(jìn)行吹灰冷卻，及通過(guò)控制冷卻風(fēng)的壓力大小，以使全景圖像火檢探頭位于鍋爐爐膛內(nèi)或鍋爐爐膛外。

進(jìn)一步地，所述特征配準(zhǔn)方法，包括：

從兩幅圖像中提取灰度變化明顯的點(diǎn)、線、區(qū)域特征形成特征集；

在兩幅圖像的特征集中，對(duì)兩幅圖像重疊部分的對(duì)應(yīng)特征進(jìn)行搜索匹配。

進(jìn)一步地，所述將全景圖像輸入至反向傳播GAN模型，獲得二維火焰溫度分布，包括：

通過(guò)濾光片對(duì)全景圖像進(jìn)行處理，并轉(zhuǎn)換為視頻信號(hào)輸出；

采用鄰域平均法對(duì)火焰視頻圖像進(jìn)行處理，獲得各區(qū)域的R、G、B灰度值；

將各區(qū)域?qū)?yīng)的R、G、B灰度值輸入至訓(xùn)練好的反向傳播GAN模型中，得到相應(yīng)的溫度值，并得到二維火焰溫度分布圖。

進(jìn)一步地，本申請(qǐng)?zhí)峁┑腻仩t爐膛三維溫度場(chǎng)檢測(cè)方法，還包括：采用區(qū)域填充法，對(duì)三維溫度數(shù)據(jù)進(jìn)行云圖繪制。

進(jìn)一步地，本申請(qǐng)?zhí)峁┑腻仩t爐膛三維溫度場(chǎng)檢測(cè)方法，還包括：

將火焰圖像分解為紅色、綠色、藍(lán)色三個(gè)分量，并分別對(duì)各個(gè)分量進(jìn)行三維直方圖繪制；

對(duì)紅色、綠色分量采用雙閾值策略，并考慮火焰的邊緣像素特性，進(jìn)行顏色規(guī)則設(shè)計(jì)；