Ідентифікація одиночного турбулентного газового факелу засобами й методами комп’ютерного зору в імітаційній установці топки котлоагрегата
DOI:
https://doi.org/10.31649/1681-7893-2024-48-2-249-260Ключові слова:
енергетика, горіння, оптимізація, комп’ютерний зір, ідентифікація об’єктаАнотація
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.
Посилання
Arzikulov T. S., Bagan T. G. (2023). Analysis of combustion process control systems based on computer vision and image processing. Optical-electronic information and energy technologies. 45, No. 1, 55-63.
Mohammadi K., Immonen J., Blackburn L. D., Tuttle J. F., Andersson K.,. Powell K. M. (2022). A review on the application of machine learning for combustion in power generation applications. 39, №6. p. 1027-1059.
Hao Yang, Yufeng Lai, Xuanqi Liu, and others. (2023). Equivalence Ratio Modelling of Premixed Propane Flame by Multiple Linear Regression Using Flame Color and Spatial Characteristics. MEASUREMENT SCIENCE REVIEW, 23, No. 1, 40-46.
Hao Yang, Yuwen Fu, Jiansheng Yang. (2022). Review of Measurement Techniques of Hydrocarbon Flame Equivalence Ratio and Applications of Machine Learning. MEASUREMENT SCIENCE REVIEW, 22, No. 3, 122-135.
Mahdi Najarnikoo, Mohammad Zabetian Targhi, Hadi Pasdarshahri. Experimental study on the flame stability and color characterization of cylindrical premixed perforated burner of condensing boiler by image processing method. Energy: Volume 189, 15 December 2019.
Chang-Min Lee. Combustion Control of Ship’s Oil-Fired Boilers based on Prediction of Flame Images. Journal of Marine Science and Engineering, Volume 12, Issue 9 (September 2024).
Samantaray B.B. and Mohanta C.K.. (Dec. 2015).Analysis of industrial flame characteristics and constancy study using image processing technique, J. Mech. Eng. Sci., vol. 9, pp. 1604–1613.
Wójcik W., Kotyra A., Golec T. (2006). Combustion assesment of coal and biomass mixtures using image processing,» в Symposiom on Photonics Technologies for Framework Programme 7 OPERA, Wrocław,
Wójcik W., Kotyra A., Komada P., (2005). Biomass combustion monitoring using fibre-optic probe, IV International Conference New Electrical and Electronic Technologies and Their Application, Zakopane,
Kotyra A., Wójcik W., Golec T., Komada P. (2007). Assesment of flame stability based on its image features,» Proceeding of SPIE, Lightguides and Their Applications, т. 6608, p. 283–287.
##submission.downloads##
-
pdf
Завантажень: 11
Опубліковано
Як цитувати
Номер
Розділ
Ліцензія
Автори, які публікуються у цьому журналі, погоджуються з наступними умовами:- Автори залишають за собою право на авторство своєї роботи та передають журналу право першої публікації цієї роботи на умовах ліцензії Creative Commons Attribution License, котра дозволяє іншим особам вільно розповсюджувати опубліковану роботу з обов'язковим посиланням на авторів оригінальної роботи та першу публікацію роботи у цьому журналі.
- Автори мають право укладати самостійні додаткові угоди щодо неексклюзивного розповсюдження роботи у тому вигляді, в якому вона була опублікована цим журналом (наприклад, розміщувати роботу в електронному сховищі установи або публікувати у складі монографії), за умови збереження посилання на першу публікацію роботи у цьому журналі.
- Політика журналу дозволяє і заохочує розміщення авторами в мережі Інтернет (наприклад, у сховищах установ або на особистих веб-сайтах) рукопису роботи, як до подання цього рукопису до редакції, так і під час його редакційного опрацювання, оскільки це сприяє виникненню продуктивної наукової дискусії та позитивно позначається на оперативності та динаміці цитування опублікованої роботи (див. The Effect of Open Access).