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锅炉炉膛温度场声学可视化技术
成果介绍
成果名称：锅炉炉膛温度场声学可视化技术
成果参与单位：华北电力大学
成果完成人：沈国清
炉内温度场的分布是反映燃烧过程的重要参数，直接影响到锅炉的安全性和经济性。炉膛温度作为反应炉膛内部燃烧情况最直接、最及时、最重要的参数，是燃煤锅炉安全高效环保运行最主要的控制参数，是垃圾焚烧炉二噁英排放最主要的控制手段，是SNCR优化最直接的运行依据，是钢铁、冶炼等工艺环节提高成品率最关键的控制参数。
由于炉膛处于高温、高尘、超大空间、湍流等复杂恶劣的测量环境，接触式测量技术不断出现结焦、温度漂移、短时间内烧毁等问题，更换频繁、维护工作量大。常规接触式测量技术难以在炉膛高温测量上持久应用，以致炉膛温度测量难以实现连续准确实时监测，燃烧调整赖以依靠的炉膛温度参数处于“缺失”状态，炉膛燃烧成为了运行调整的“黑匣子”。现有的垃圾焚烧炉脱硝普遍采用SNCR脱硝工艺，没有精确的温度窗口检测手段，喷氨调节无温度场分布数据依据，脱硝效率低，氨逃逸量高。
温度场声学可视化技术作为一种非接触式测量方法，对测量环境要求不苛刻，能直观、及时的反应炉内温度场分布，实现炉内高温、多尘、湍流等恶劣环境下的实时在线测量，也可以为喷氨调整提供最直接的温度窗数据，提高脱硝效率，减少氨逃逸量。
创新点
能够给出实时的二维温度场信息，包括区域温度图、等温线图和三维温度立体图，运行稳定可靠。便于运行人员及时判断温度分布和火焰中心是否偏移，防止水冷壁局部过热超温。通过使用该技术，为机组的燃烧优化调整提供了参考，降低煤耗，节省燃料成本；延长面命，节省换管费用；减少锅炉NOx排放，节省脱硝成本。
市场前景
自主研发的声学测温系统性能价格比优于国外同类系统。系统价格仅为国外同类产品的一半，系统的测量精度、温度场分辨率、稳定性等性能指标均优于采用国外产品和技术。在系统软硬件升级、备品备件供应、售后服务与人员培训等方面具有明显的优势与市场竞争力。
应用案例
获奖情况
华北电力大学
2023-07-13
中远红外波段光场局域化和剪裁
提出采用规则几何纳米结构和掺杂来实现光场在纳米尺度上的精确局域化和调控，实现了单层石墨烯规则几何纳米结构剪裁中红外电磁场在单原子二维平面的局域分布、波长与强度调控。通过构建单层石墨烯规则几何纳米结构，利用边界对表面等离激元波的反射，形成多重干涉效应，实现了对10.7 μm入射波的光场局域化，并且通过纳米结构的几何形状调控其空间分布，结果以封面文章发表在Light: Science & Applications 2017, 6, e17057上。另外，通过对单层石墨烯进行硝酸根化学掺杂，实现了单层石墨烯表面等离激元强度提高了约2倍、波长由150 nm提高到了280 nm还发现了二维层状范德华α-MoO3晶体的中红外双曲声子极化激元效应，将声子极化激元体系推广至半导体。二维层状α-MoO3晶体具有丰富的光学声子模式，该研究揭示了它们能够与中红外电磁场进行有效地耦合激发声子极化激元，从而实现二维平面上高度的电磁场局域。另外，该研究利用α-MoO3晶体较大的层间间距，通过金属离子插层的方法，实现了对其声子极化激元的传播调制以及“关闭”
中山大学
2021-04-13
第62届高博会“营火新话局” 全新升级 七场校企独家私房课酣畅来袭
为深入学习贯彻党的二十届三中全会和全国教育大会精神，落实立德树人根本任务，一体推进教育发展、科技创新、人才培养，推动教育装备现代化，服务高等教育高质量发展，经教育部批准，中国高等教育学会决定于2024年11月15-17日在重庆国际博览中心举办第62届中国高等教育博览会。
中国高等教育博览会
2024-11-06
一种卫星遥感数据的辐射纠正方法
本技术成果公开了一种卫星遥感数据的辐射纠正方法，本方法是以山区阴影和/或清洁水体光谱对原 始图像进行辐射纠正
中山大学
2021-04-10
基于红外定向辐射的大面积快速加热技术
西安交通大学
2021-04-10
旋转镜像综合孔径辐射计及测量方法
本发明公开了旋转镜像综合孔径辐射计及测量方法，包括旋转 镜像阵列、接收通道阵列和旋转镜像综合孔径处理器；旋转镜像阵列 包括天线阵、反射板和旋转机构，反射板与天线阵面成角度设置，旋 转机构用于使得天线阵和/或反射板转动；接收通道阵列与旋转镜像阵 列连接，用于对旋转镜像阵列的输出进行放大、变频和滤波处理；旋 转镜像综合孔径处理器与接收通道阵列连接，用于对接收通道阵列的 输出进行旋转镜像综合孔径变换后获得输出。本发明以较小的天线阵 元数获取等效的更大天线阵的效果，即以较少的天线阵元数获取更高 的空间分辨率。相较于传统的综合孔径辐射计，旋转镜像综合孔径辐 射计的空间分辨率更高、而所需的天线阵元数更少
华中科技大学
2021-04-11
低温热水盘管炕辐射采暖系统
该系统包括与建筑为一体的结构——炕（包括内置烟道系统）、辐射供暖热水盘管、 室内循环小水泵、分水器、集水器、膨胀水箱、排气阀、温控阀和家用燃气锅炉。本发 明结合了热水采暖系统洁净室内环境的优势以及传统的炕低温辐射采暖的节能优势，无 论采用集中供热系统还是分散供热系统，皆可达到热源选择的多元化，同时与厨房排烟 余热采暖系统相结合，既保证了冬季采暖舒适要求，又保持了东北小城镇居民的传统生 活习惯，同时达到了节能和环保的效果，适应了可持续发展的要求。
同济大学
2021-04-13
低温热水盘管炕辐射采暖系统
该系统包括与建筑为一体的结构——炕（包括内置烟道系统）、辐射供暖热水盘管、 室内循环小水泵、分水器、集水器、膨胀水箱、排气阀、温控阀和家用燃气锅炉。本发 明结合了热水采暖系统洁净室内环境的优势以及传统的炕低温辐射采暖的节能优势，无 论采用集中供热系统还是分散供热系统，皆可达到热源选择的多元化，同时与厨房排烟 余热采暖系统相结合，既保证了冬季采暖舒适要求，又保持了东北小城镇居民的传统生 活习惯，同时达到了节能和环保的效果，适应了可持续发展的要求。
同济大学
2021-04-13
电子束辐射处理技术改性车用胶条
已有样品/n以辐射加工技术为代表的非动力核技术应用对传统的加工方式产生了颠覆性创新，比如航天航空特种电线、污水处理、材料改性等，产生了很好的经济效益和社会效益。汽车雨刮胶条主要成分是天然橡胶或合成橡胶，实验研究表明电子束辐射能改变橡胶传统的硫化方式，有效提升交联度，通过辐射处理的胶条具有更好的耐候性、耐磨性、拔水性。比如，经过辐照处理后，胶条刮擦循环稳定性可达50 万次，抗拉强度（100%）从4.92MPa 增加到8
华中科技大学
2021-01-12
电磁辐射对线缆干扰的测试方法及装置
本发明电磁辐射对线缆干扰的测试方法及装置，公开了一种电磁辐射对线缆干扰的测试方法和装置，其技术要点是：使用信号发生器、支架、天线、屏蔽腔体、接地板、负载组和导线搭建电磁辐射对线缆干扰测试装置，测量线缆附近空间电场强度，用电磁仿真软件建立线缆耦合模型，提取出线缆周围的电场强度与耦合进入线缆终端负载的输入电压和电流响应之间的关系，通过该关系可以得到外界电磁环境耦合进入线缆终端负载的输入电压和电流响应。采用这样的方法和装置，通过仿真计算和测量相结合有效的解决了在内部空间狭小且线缆密集的情形下测试线缆上的干扰信号的难题，有效解决了线缆上元件干扰和空间辐射干扰的问题。
西南交通大学
2016-10-19