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近年来,数字图像处理技术开始应用于锅炉炉膛火焰中,为电厂锅炉火焰安全运行开辟了一个新的领域。我国日益严格的环境保护标准要求减少电站锅炉的燃烧污染排放,而优化锅炉炉内燃烧工况不仅是控制燃烧污染排放的有效途径,而且能减少燃料量和避免炉内爆管事故,从而能提高电站锅炉燃烧的效率。电站锅炉燃烧的稳定性直接影响到电站的安全和经济运行,为了能及时可靠地检测到炉内燃烧工况,防止发生炉膛爆炸等情况,电站锅炉必须配备功能齐全、性能可靠的火焰检测系统。因而有必要对火焰图像进行特征提取和描述的分析。
针对火焰图像的特性,完成适合于火焰图像处理的方法研究。由于环境和其他因素的干扰,锅炉监视系统的火焰图像可能会混杂各种噪声。采用多图像平均法、中值滤波等预处理方法来消除图像噪声。简要介绍图像增强、图像边缘检测等处理原理及方法,有效确定火焰图像目标区域取得较好的效果。
接着对燃烧火焰图像进行了较为系统的特征提取分析。通过对火焰状态的理解、分析,从火焰图像中提取出能够有效反映燃烧状态的七个通用特征量:火焰有效区域面积、高温区域面积、火焰有效区域亮度、火焰高温区域亮度、火焰高温面积率、火焰质心偏移距离和火焰的圆度。这些火焰图像特征,具有较广的通用性,不受火焰着火点漂移的影响,简化了计算难度。简单介绍并分析比较了几种测温技术。在研究煤粉燃烧特性和数字图像处理的基础上,利用Matlab进行仿真,实现了图像分析处理等功能。