本申请公开了一种基于火焰光谱强度在线辨识锅炉煤种的方法及系统，该方法包括：对获取的炉膛中火焰的预设波长范围内线光谱峰值处的线光谱强度以及峰值对应波长处的连续光谱强度进行过滤处理，利用过滤得到的满足预设光谱强度的线光谱强度以及连续光谱强度，计算得到煤种的特定常数，依据预设的煤种和特定常数的对应关系，确定计算得到的特定常数对应的煤种。该方法消除了温度、煤粉浓度、空气系数、风速等的影响以及测量仪器与环境的引入干扰，因此，其过程安全可靠，辨识结果单一，具有很高的复现性，同时，大大降低了系统的维护量与校验的复杂性，提高了环境适应性与稳定性，降低系统环境要求与应用成本，并实现秒级的实时辨识能力。
【技术实现步骤摘要】
一种基于火焰光谱强度在线辨识锅炉煤种的方法及系统
本专利技术涉及煤质检测
，特别是涉及一种基于火焰光谱强度在线辨识锅炉 煤种的方法及系统。
技术介绍
煤炭在工业生产中有着很广泛的应用，被称为工业的粮食，而煤炭又分为不同 的煤种，燃煤锅炉在燃烧不同煤种的过程中会存在很大的特性差异，如燃煤的发热量、着火 距离、炉内温度分布特性、结焦特性等。由于不同的煤种特性将影响到炉内配风、过量空气 系数、减温水分布等控制输出的合理性，从而影响机组的燃烧控制水平，并进一步影响机组 的运行经济性，因此，对各燃烧器燃用煤种的及时准确辨识可以解决变煤种情况下的燃烧 控制难题，为燃烧优化控制提供实时数据与自动调节依据。 现有技术中，对煤种的识别方法有：使用灰分快速测定仪器使用Y光子扫描或者 使用激光诱导等离子光谱系统对定标煤进行煤种检测等方法。然而，灰分快速测定仪器成 本较高，使用Y射线源有一定的风险，而且辨识过程操作较复杂，不能在线实时获取炉内 燃烧煤种信息；同时，激光诱导等离子光谱系统的成本较高，定标煤样品制作费时，不易实 时更新，而且，各元素原子特征谱线信息量大，比对难度较大，其实用性受限制。
技术实现思路
本专利技术要解决的技术问题是提供一种基于火焰光谱强度在线辨识锅炉煤种的方 法及系统，能够实现更便捷、更安全地实时获取锅炉内燃烧煤种的信息，同时，降低煤种辨 识的成本。 为实现上述目的，本申请提供如下技术方案： -种基于火焰光谱强度在线辨识锅炉煤种的方法，该方法包括：获取炉膛中火焰 的预设波长范围内的光谱数据信息； 获取所述光谱数据信息中线光谱峰值处的线光谱强度，并获取所述峰值对应波长 处的连续光谱强度； 对所述线光谱强度以及所述连续光谱强度进行过滤处理； 利用过滤得到的满足预设光谱强度的线光谱强度以及连续光谱强度，计算得出煤 种的特定常数； 依据预设的煤种和特定常数的对应关系，确定计算得到的所述特定常数对应的煤 种，得到煤种的辨识结果。 优选的，所述预设波长范围为钠元素特征光谱对应的波长范围580nm?600nm、锂 元素特征光谱对应的波长范围660nm?680nm和钾元素特征光谱对应的波长范围760nm? 780nm。 优选的，所述线光谱峰值处的线光谱强度、所述峰值对应波长处的连续光谱强度 是通过线性等比例插值的方式获取的。 优选的，所述预设光谱强度为：小于或等于光谱强度饱和上限阈值，同时，大于或 等于光谱强度门槛阈值。 优选的，该方法还包括：计算出煤种的特定常数后，在预设窗口范围内的特定常数 中选取所述特定常数的中值。 一种基于火焰光谱强度在线辨识锅炉煤种的系统，该系统包括：第一获取单元、第 二获取单元、过滤单元、计算单元以及确定单元，其中： 所述第一获取单元，用于获取炉膛中火焰的预设波长范围内的光谱数据信息； 与所述第一获取单元相连的所述第二获取单元，用于获取所述光谱数据信息中线 光谱峰值处的线光谱强度，并获取所述峰值对应波长处的连续光谱强度； 与所述第二获取单元相连的所述过滤单元，用于对所述线光谱强度以及所述连续 光谱强度进行过滤处理； 与所述过滤单元相连的所述计算单元，用于利用过滤得到的满足预设光谱强度的 线光谱强度以及连续光谱强度，计算得出煤种的特定常数； 与所述计算单元相连的所述确定单元，用于依据预设的煤种和特定常数的对应关 系，确定计算得到的所述特定常数对应的煤种，得到煤种的辨识结果。 优选的，所述预设波长范围为钠元素特征光谱对应的波长范围580nm?600nm、锂 元素特征光谱对应的波长范围660nm?680nm和钾元素特征光谱对应的波长范围760nm? 780nm。 优选的，所述第二获取单元具体是通过线性等比例插值的方式获取所述线光谱的 峰值处的线光谱强度以及所述峰值对应波长处的连续光谱强度。 优选的，所述预设光谱强度为：小于或等于光谱强度饱和上限阈值，同时，大于或 等于光谱强度门槛阈值。 优选的，该系统还包括连接于所述计算单元与对比单元之间的中值选取单元，所 述中值选取单元用于在预设窗口范围内的特定常数中选取所述特定常数的中值。 从上述的技术方案可以看出，本申请公开的基于火焰光谱强度在线辨识锅炉煤种 的方法及系统，所述方法通过对获取炉膛中火焰的预设波长范围内的线光谱峰值处的线光 谱强度以及峰值对应波长处的连续光谱强度进行过滤处理，并利用过滤得到的满足预设光 谱强度的线光谱强度以及连续光谱强度，计算得出煤种的特定常数，最后依据预设的煤种 和特定常数的对应关系，确定当前锅炉燃烧的煤种。本申请所述的上述辨识方法，消除了温 度、煤粉浓度、空气系数、风速等的影响以及测量仪器与环境的引入干扰，因此，其过程安全 可靠，辨识结果单一，具有很高的复现性，同时，大大降低了系统的维护量与校验的复杂性， 提高了环境适应性与稳定性，降低系统环境要求与应用成本，并实现秒级的实时辨识能力。 【附图说明】 为了更清楚地说明本专利技术实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现 有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本 专利技术的实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据 提供的附图获得其他的附图。 图1为本申请实施例一公开的一种基于火焰光谱强度在线辨识锅炉煤种的方法 流程图； 图2为本申请公开的火焰发射光谱图； 图3为本申请实施例二公开的一种基于火焰光谱强度在线辨识锅炉煤种的方法 流程图； 图4为本申请实施例三公开的一种基于火焰光谱强度在线辨识锅炉煤种的系统 的结构不意图； 图5为本申请实施例四公开的一种基于火焰光谱强度在线辨识锅炉煤种的系统 的结构示意图。 【具体实施方式】 下面将结合本专利技术实施例中的附图，对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完 整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于 本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他 实施例，都属于本专利技术保护的范围。 为了解决现有技术中，对煤种辨识的成本高、操作复杂、实时性差或者存在风险的 诸多问题，为燃烧优化控制提供实时数据与自动调节依据，本申请提供如下技术方案： 实施例一 如图1所示，图1为本申请实施例一公开的一种基于火焰光谱强度在线辨识锅炉 煤种的方法流程图。该方法包括： S101 :获取炉膛中火焰的预设波长范围内的光谱数据信息。 本步骤中，采用光纤光谱仪获取预设波长范围内的火焰光谱数据信息，如图2所 示的火焰发射光谱图。火焰发射光谱分为连续光谱与离散光谱两部分，连续光谱是由火焰 中含丰富碳氢化合物的碳黑颗粒云发出的一般辐射光谱，离散光谱则由孤立的原子或分子 激发产生，其中，原子光谱（即线光谱）是局限在很窄波长范围内的线形光谱，叠加在连续 光谱之上。 其中，所指的预设波长范围为钠元素特征光谱对应的波长范围580nm?600nm、锂 元素特征光谱对应的波长范围660nm?680nm和钾元素特征光谱对应的波长范围760nm? 780nm。 S1本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种基于火焰光谱强度在线辨识锅炉煤种的方法，其特征在于，该方法包括：获取炉膛中火焰的预设波长范围内的光谱数据信息；获取所述光谱数据信息中线光谱峰值处的线光谱强度，并获取所述峰值对应波长处的连续光谱强度；对所述线光谱强度以及所述连续光谱强度进行过滤处理；利用过滤得到的满足预设光谱强度的线光谱强度以及连续光谱强度，计算得出煤种的特定常数；依据预设的煤种和特定常数的对应关系，确定计算得到的所述特定常数对应的煤种，得到煤种的辨识结果。
【技术特征摘要】
1. 一种基于火焰光谱强度在线辨识锅炉煤种的方法，其特征在于，该方法包括： 获取炉膛中火焰的预设波长范围内的光谱数据信息； 获取所述光谱数据信息中线光谱峰值处的线光谱强度，并获取所述峰值对应波长处的 连续光谱强度； 对所述线光谱强度以及所述连续光谱强度进行过滤处理； 利用过滤得到的满足预设光谱强度的线光谱强度以及连续光谱强度，计算得出煤种的 特定常数； 依据预设的煤种和特定常数的对应关系，确定计算得到的所述特定常数对应的煤种， 得到煤种的辨识结果。2. 根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述预设波长范围为钠元素特征光谱对 应的波长范围580nm?600nm、锂元素特征光谱对应的波长范围660nm?680nm和钾元素特 征光谱对应的波长范围760nm?780nm。3. 根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述线光谱峰值处的线光谱强度、所述峰 值对应波长处的连续光谱强度是通过线性等比例插值的方式获取的。4. 根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述预设光谱强度为：小于或等于光谱强 度饱和上限阈值，同时，大于或等于光谱强度门槛阈值。5. 根据权利要求1所述的方法，其特征在于，该方法还包括：计算出煤种的特定常数 后，在预设窗口范围内的特定常数中选取所述特定常数的中值。6. -种基于火焰光谱强度在线辨识锅炉煤种的系统，其特征在于，该系统包括：第一 获取单元、第二获取单元、过滤单元、计算单元以及确定单元，其中 ： 所述第...
【专利技术属性】
技术研发人员：尹峰，罗志浩，
申请(专利权)人：国家电网公司，国网浙江省电力公司电力科学研究院，
类型：发明
国别省市：北京;11
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