基于BP网络的旋流燃烧器火焰燃烧状态识别

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1、维普资讯http://www.cqvip.com2008年6月吉林电力Jun．2008第36卷第3期(总第196期)JilinElectricPowerVo1．36No．3(Ser．No．196)基于BP网络的旋流燃烧器火焰燃烧状态识别SwirlBurnerFlameRecognitionBasedonBackpropagationNeuralNetwork董冠良，孙静怡(1．吉林省电力有限公司电力科学研究院，吉林长春130021；2．大唐长春第二热电有限责任公司，吉林长春130031)摘要：通

2、过对所采集的电站锅炉旋流燃烧器火焰图像与直流燃烧器火焰图像的对比分析，在原有直流燃烧器火焰图像判据的基础上，讨论了旋流燃烧器火焰图像特征量的提取与特征区的选定，运用现代人工神经BP网络智能理论，设计并训练了BP网络实现旋流燃烧器燃烧状态实时判断的功能。通过实验证明在旋流燃烧器火焰图像上提取的特征量和燃烧状态之间存在映射关系，通过所建立的BP网络模型可以对旋流燃烧器的火焰燃烧状态进行实时判断。关键词：火焰图像；人工神经网络；燃烧诊断；燃烧器Abstract：Basedontheoriginalfl

3、ameimagecriterionforparallelflowburner，comparingandanalyzingtheflameimageofswirlburnerandtangentialburnerusingforpowerplantboiler，charactervaluesaredistilledfromandcharactersectionsarechosenintheflameimageofswirlburner．Thetheoryofartificialneuralnetw

4、orkisappliedinthisarticle．Backpropagation(BP)NeuralNetworkisdesignedandtrainedtodiscerncombustionstateofswirl—burneratthepresenttime．Keywords：flameimage；artificialneuralnetwork；combustiondiagnosis；burner中图分类号：TP183；TK223．23文献标识码：A文章编号：1009—5306(2008)

5、03—0029—03近几年，发电机组向着高参数、大容量、高自动训练了BP神经网络实现了旋流燃烧器燃烧状态实化发展，300MW、600MW火力发电机组已经成为时判断的功能。我国主要的火力发电机组，这些机组对安全性、自动化要求程度高，对锅炉运行安全提出了更高的要求。这些主力机组所采用的基本上都是煤粉锅炉，而现有煤粉锅炉的燃烧器基本上分为直流燃烧器和旋流燃烧器Ⅲ，因此燃烧器的燃烧状态判断对于锅炉运行安全具有重要的意义。近几年来，应用图像处理技术对直流燃烧器火焰图像的判断，已经取得了比较成功的应用，但是

6、对旋流燃烧器火焰图像的判断还比较少见。旋流燃烧器燃烧时的火焰图像(见图1)并不具备直流燃烧器的火焰图像(见图2)的形状特征，不能把直流图1旋流燃烧器燃烧时的火焰图像燃烧器的判据直接拿来进行应用。本文通过对所采集的电站锅炉旋流燃烧器火焰1火焰图像分析图像与直流燃烧器火焰图像的对比分析，在原有直流燃烧器火焰图像判据的基础上，讨论了旋流燃烧1．1燃烧器“偷看”现象的解决器火焰图像特征量的提取与特征区的选定，设计并作为利用燃烧火焰图像进行燃烧诊断的第一收稿日期：2008—04—01作者简介：董冠良(19

7、79一)，男，工程师，从事热工自动化专业技术工作。·29·维普资讯http://www.cqvip.com2008年6月Jun．2008第36卷第3期(总第196期)Vo1．36No．3(Ser．No．196)2．1特征量的提取为了方便后续对火焰燃烧诊断的实时判断，对于大信息量的火焰图像信号只能提取出有限的特征值，这导致了这样一对矛盾：判断准确的判据一般同时需要较大的计算量，从而耗费较多的控制计算机的CPU时间资源，影响燃烧诊断的实时性。如何同时保证判据的准确性与计算速度，是一个必须考虑和解决的

8、问题。在考虑火焰图像通用特征量的提取时，结合现场经验，通过对燃烧火焰图像长时间观图2直流燃烧器燃烧时的火焰图像察，兼顾所取特征量的物理意义和提取代价(主要是步，首先要进行火焰图像特征量的提取。由于火焰检提取计算所耗费的CPU时间)，提取了以下2个通测中现场与实验室的差别甚大，判据的设计与检验工作必须基于大量的现场工作。本文所有实验均是用特征量：t时间内特征区平均灰度的平均值；t时间内特征区平均灰度的标准差。利用现场的火焰录像。观测录像，寻找可以表征着火／灭火状态的特征量，与现场调试人员探讨，了解