Ідентифікація одиночного турбулентного газового факелу засобами й методами комп’ютерного зору в імітаційній установці топки котлоагрегата

Анотація

Питання оптимізації процесу спалення є досить актуальним для сучасної теплової енергетики й постає ще більше у контексті відновлення та перебудови енергетичної інфраструктури України. Використання засобів комп’ютерного зору дозволить напряму визначати якісні характеристики процесу спалення газів в реальному часі не опираючись на вимірювання вторинних параметрів, зміна значень яких є досить інерційною. Сам процес горіння турбулентного факелу, який зустрічається в промислових котлоагрегатах, є маловивченим й не дозволяє заздалегідь виконати його моделювання. Тому важливим етапом побудови будь-якої системи контролю та керування є ідентифікація об’єкту за рахунок проведення експериментальних замірів, на основі яких будуть визначені параметри та форми залежностей для отримання математичної моделі процесу. В ході поточної роботи розглядається процес ідентифікації процесу горіння метанового факелу всередині імітаційної установки топки котлоагрегата (камери спалення). За результатами проведення серії експериментів, вдалось отримати залежності характеристик візуального прояву процесу горіння, що фіксується відеокамерою, від його поточного режиму горіння, що визначався задоволеністю стехіометричного співвідношення подачі газу й повітря в пальник з попереднім змішуванням газо-повітряної суміші. Загалом, отримані залежності спектрального складу випромінювання, площі факела та його світимості від режиму горіння. Залежності характеризуються суттєвою нелінійністю при переході факела в режим значного хімічного недопалу, проте з легкістю піддаються лінеаризації в зоні інтересу, що розташована біля точки задоволення стехіометричного співвідношення. Результати цієї статті демонструють придатність параметрів, які отримуються засобами комп’ютерного зору, для їх використання в традиційних системах керування. Враховуючи швидкість отримання таких даних, можемо зробити висновок про доцільність створення системи керування, що опирається на параметри горіння, повністю отриманих методами та засобами комп’ютерного зору.