[發明專利]一種循環流化床爐內顆粒物混合狀態識別的方法及裝置

在審

• 申請號: 202210980207.4
• 申請日: 2022-08-16
• 公開（公告）號: CN115405920A
• 公開（公告）日: 2022-11-29
• 發明（設計）人: 李廉明;王愛晨;汪守康;龔俊;孟志浩;章平衡;王敬宇;宋焜;林誠乾;黃群星
• 申請（專利權）人: 嘉興新嘉愛斯熱電有限公司;浙江大學
• 主分類號: F23C10/28
• 分類號: F23C10/28;G06F17/18;G06V10/764;G06V20/50
• 代理公司: 嘉興啟帆專利代理事務所(普通合伙) 33253
• 代理人: 熊亮亮

1.一種循環流化床爐內顆粒物混合狀態識別的方法及裝置，其特征在于，包括：

面陣固態激光雷達傳感器，通過爐體的后墻上的觀察孔，正對爐內燃燒的火焰及煙氣，獲取爐內顆粒的圖像及位置信息；

觀察孔，位于流化床密相區與稀相區交界面水平面上，且在后墻的中心線上；

數據線，將面陣固態激光雷達傳感器獲取到的數據傳輸到工控機上；

工控機，接收數據線傳輸過來的面陣固態激光雷達傳感器所獲取到的圖像信息，并通過循環流化床爐內顆粒物混合狀態識別程序實時輸出爐內顆粒物混合狀態；

所述循環流化床爐內顆粒物混合狀態識別程序，包括以下過程：

(1)將獲取到的圖像灰度化處理，圖中的亮點(灰度值越靠近255越亮)為流化床中燃燒的顆粒物；

(2)設置合適的閾值，將灰度圖二值化，可以將不同灰度的亮點統一變為黑色的點，背景變成白色，以便統計顆粒數及位置信息；

(3)將圖像中的每一個黑點分別標記為S1[x1,y1]，

S2[x2,y2]……Sn[xn,yn]；

(4)由于圖像為面陣固態激光雷達傳感器獲取，可以獲取到每一個黑點的縱向距離z1，z2……zn，則每一個黑點的三維坐標為S1[x1,y1,z1]，

S2[x2,y2,z2]……Sn[xn,yn,zn]；

(5)將面陣固態激光雷達傳感器所能覆蓋的范圍看做一個長方體，長方體的長(x方向)為覆蓋范圍截面長——L，高(z方向)為覆蓋范圍截面高——H，深度(y方向)為雷達探測深度——I，分別將每個方向都等分成5份，整個長方體則被均分為125個小長方體，每個小長方體標記為V(i,j,k),其中1≤i,j,k≤5；

(6)將步驟(4)中統計的所有顆粒物S1[x1,y1,z1]，S2[x2,y2,z2]……Sn[xn,yn,zn]根據步驟(5)分割后的區域分類，并統計每個小長方體內的顆粒物總數G(i,j,k)，并計算每個小長方體的顆粒物表征濃度C(i,j,k)＝G(i,j,k)/n；

計算橫向表征濃度標準差:

計算縱向表征濃度標準差:

計算軸向表征濃度標準差:

上述三式中為理想狀態下的表征混合濃度，由于在x,y,z三個方向都分成五等分，故取值0.2，標準差越小，爐內顆粒物混合越均勻。

2.根據權利要求1所述的循環流化床爐內顆粒物混合狀態識別的方法及裝置，相較于用光學探頭通過可見光直接觀測爐內顆粒，其特征在于，步驟(1)中該裝置對爐內顆粒物的觀測受高溫煙氣等影響極小，可以更多的捕捉燃燒顆粒。

3.根據權利要求1所述的循環流化床爐內顆粒物混合狀態識別的方法及裝置，其特征在于，步驟(4)中可以得到每個被檢測到的顆粒物的三維坐標。

4.根據權利要求1所述的循環流化床爐內顆粒物混合狀態識別的方法及裝置，其特征在于，步驟(6)中以燃燒顆粒物表征爐內所有顆粒物，對流化床3個方向的顆粒物表征濃度求標準差，用以表征爐內顆粒物的混合度。