论文部分内容阅读
对石油焦采用富氧燃烧是一种探寻洁净燃烧技术的尝试,有着巨大的市场前景。由于石油焦发热量大且富氧燃烧温度高的特点,对其燃烧温度的测量及燃烧器热态性能的研究显得尤为重要。本文针对高温温度场测量技术及石油焦富氧燃烧器的开发进行试验研究,通过对比不同的测温方式研究3CCD测温系统的高温测量性能,通过温度、热流及烟气等数据研究新设计的石油焦富氧燃烧器的热态性能。本文针对传统的基于彩色CCD相机的比色测温法进行了改进,提出了3CCD分色曝光比色测温法。实验结果表明,3CCD分色曝光比色测温法可以有效解决高温测量时测温范围过窄的难题,通过合理选择RGB曝光时间,可以将测温范围拓宽至140%以上；利用线性插值法可以有效避免多次黑体炉标定的困扰,使得现场测温时可自由选择RGB的曝光时间；采用分色曝光比色测温时,RB比色测温精度要高于RG比色及RGB比色测温精度,对测温过程中受烟雾、目标发射率等干扰误差进行逐一修正,使得3CCD比色测温值更接近于真实值。针对石油焦富氧燃烧设计了新型的石油焦富氧燃烧器,并对其进行热态实验,该燃烧器可适应纯氧及空气等多种工况。采用3CCD系统、红外热像仪及红外高温计进行温度测量,结果表明：3CCD系统温度测量值最高,红外热像仪测温值其次,红外高温计对炉内燃烧火焰温度的测量误差最大,不适用于火焰测温；3CCD系统对测温误差进行了有效的消除,其测得的颜色温度最为接近于真实温度,对红外热像仪火焰测温模型进行改进,并基于3CCD的测温值进行了火焰发射率修正,使得红外热像仪测温值接近于3CCD的颜色温度。通过对温度及热流数据的分析表明：对该燃烧器进行纯氧燃烧工况,当上下纯氧量不等时,炉内温度及热流密度整体升高；进行空气工况时,随着二次风的增加,炉内温度及热流密度整体升高,但升高幅度逐渐减小。烟气数据表明：采用中心管送粉、外侧纯氧助燃的方式将会导致炉内局部缺风,CO含量急剧增加；上下纯氧量不等时,将促进CO和SO2的生成,而抑制NO的产生。