奖项等级：

一等奖

奖项类别：

科学技术进步奖

主要完成单位：

浙江大学 浙江浙能嘉兴发电有限公司 杭州锦江集团有限公司 德长环保股份有限公司 嘉兴新嘉爱斯热电有限公司 广东省粤电集团有限公司沙角C电厂 浙江富春江环保热电股份有限公司 广东电网有限责任公司 电力科学研究院

主要完成人：

严建华 王飞 黄群星 马增益 薄拯 池涌 岑可法 倪明江 鲍丽娟 王武忠 章平衡 沈跃良 唐义军

节能减排是我国社会经济可持续发展中的重大战略问题， 我国是世界上锅炉保有量和生产量最多的国家， 80%的能源供应来自于各种化石燃料的直接燃烧。同时燃烧也是各种废弃物热处置的主要手段之一。燃烧涉及到复杂多相流动和化学反应， 是一个多目标、 多约束相互耦合的过程， 其关键参数的测量、 反应过程建模和优化控制是实现节能减排的重要途径。本项目在国家自然科学基金等项目的支持下， 创新性的提出了基于火焰辐射的三维温度场和颗粒浓度场快速测量新方法， 通过多视角火焰图像， 实时得到火焰三维温度和颗粒浓度分布， 并结合传统测量数据， 通过构造有效的燃烧预测模型， 建立了满足不同燃料燃烧特性的先进控制系统。项目的主要技术创新包括：1.提出了基于多视角图像的三维火焰温度场、 颗粒浓度场分布非接触式在线测量方法， 建立了反向蒙特卡罗重建模型， 通过两步离散和最小二乘矩阵QR分解， 实现了动态火焰温度和颗粒浓度三维分布的联合快速测量。2.基于炉内动态三维温度场和颗粒浓度场， 结合多视角火焰图像特征量， 利用锅炉已有测量数据和先验知识， 通过主元分析技术和神经网络模型， 对炉膛温度中心偏置， 飞灰未燃尽碳含量、 燃烧稳定性、结渣趋势、 NOx、 SO2排放等影响运行经济性、 稳定性和清洁性的指标进行实时分析， 为燃烧优化运行提供了定量诊断依据。3.根据在线测量参数， 燃烧诊断信息和已有运行数据， 基于模型预测控制， 建立了包含以锅炉热效率和污染物排放为反馈量的锅炉总送风量优化； 以炉内辐射强度作反馈量的锅炉负荷优化和基于热力计算预估的锅炉过热蒸汽温度优化的燃烧优化闭环控制系统。项目研究建立了基于三维测量和实时诊断的新一代先进燃烧优化控制系统， 极大提高了燃烧过程的诊断与控制水平。项目通过在线测量新方法， 建立了新型燃烧诊断方法和优化控制模型，开发了新一代燃烧测量和优化控制系统， 为实现我国节能减排的重大战略目标提供关键技术保障。