基于浓度修正的炉膛温度场及速度场声学重建-论文.pdf

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1、第43卷第8期热力发电Vo1．43No．82014年8月THERMALPOWERGENERAT10NAug．2O14基于浓度修正的炉膛温度场及速度场声学重建刘岩，刘石(华北电力大学新能源电力系统国家重点实验室，北京1022O6)[摘要]对声学法同时重建锅炉炉膛二维温度场及速度场进行了理论和实验研究。基于炉膛内烟气浓度分布的先验信息，提出了一种温度场声学重建的修正方法，并选取2个工况，对温度场和速度场的同时重建进行了数值模拟。模拟结果表明，修正后的算法可以有效减小重建误差，得到比较精确的重建结果。同时，提出了一种获取声

2、波相位差的高精度测量方法，开发了可用于声学重建的双声波频率测量系统，实测结果也证明了该方法的正确性及精确性。[关键词]锅炉；炉膛；温度场；速度场；声学重建；相位差；双频率；测温系统[中图分类号]TK31[文献标识码]A[文章编号]1002—3364(2014)08—0037—05[DOI编号]1O．3969／j．issn．1002—3364．2014．08．037ConcentrationcorrectionbasedacoustictomographyoftemperatureandflowinafurnaceLI

3、UYan。LIUShi(StateKeyLaboratoryofAlternateElectricalPowerSystemwithRenewableEnergySourcesNorthChinaElectricPowerUniversity，Beijing102206，China)Abstract：Theoreticalandexperimentalstudiesonsimultaneousreconstructionoftemperatureandflowinaboilerfurnacewerecarriedou

4、t．Onthebasisofthetranscendentalinformationofthegasmixtures'concen—trationdistributioninthecombustionchamber，acorrectionmethodwasproposedtoimprovetheaccuracyoftemperaturereconstruction．Numericalsimulationwasperformedintwocases，whichshowsgoodresultsofthereconstru

5、ctedtemperatureandvelocity．Theresultshowsthemodifiedalgorithmcanreducethere—constructionerroreffectivelyandobtainamoreaccuratereconstructionresult．Moreover，anacousticmeas—uringsystemhasbeenestablishedandthevalidityandaccuracyofthissystemhavebeenproved．Keywords：

6、boiler；furnace；temperaturefield；velocityfield；acousticpyrometry；phasedifference；binaryIre—quency；temperaturemeasuringsystem准确、及时地获取炉膛内温度场和速度场信息像测速法等。然而，大多数的温度、速度测量手对锅炉高效、安全运行，减少污染物排放尤为重要。段都是分别对炉膛内温度和流动的测量，未将二者目前，应用于锅炉炉膛温度测量的方法主要有热电同时进行重建。偶法、辐射法以及基于数字图像处理法等；而传统的

7、声学法以其非侵入式、可获得全场信息以及可流场测量手段主要有测速管、热线风速仪和粒子图实现在线测量等优点，逐渐受到国内外学者的关注。收稿日期：2013～11—11基金项目：国家自然科学基金(No．50736002，61072005)；长江学者和创新团队发展计划项目(IRT0952)；中央高校基本科研业务费专项资金赞助(JB2014200)；11l引智基地(B13009)作者简介：刘岩(1987一)，男，黑龙江绥滨人，博士研究生，研读方向为火电厂声学检测技术。E-mail：ly529274@126．com热力发电早在上世

8、纪80年代，国外学者就已经开展了基于声2基于炉内浓度分布先验信息的学法测温的研究，并研制出了可进行商业应用的声重建修正学高温计_3]。在上世纪末，国外学者提出了声学法同时测量炉膛二维温度场和速度场[4]，将炉内温度式(1)不仅表明了声速同温度的关系，也表明了和烟气自身速度对声波传播的耦合作用联系起来，声波的传播速度与烟气的组成直接相关。现有的计