基于计算断层扫描-可调谐二极管激光吸收光谱（CT-TDLAS）的激光温度传感系统在煤粉燃烧中的应用

摘要： 对煤粉火焰中燃烧现象的研究对于与节能减排相关的燃烧优化具有重要意义。实时二维（2D）温度和浓度分布对燃烧分析起着重要作用。本研究开发了一种非接触式、快速响应的二维温度和浓度分布测量方法。该方法基于计算机断层扫描（CT）与可调谐二极管激光吸收光谱（TDLAS）的结合。所开发的32路径CT-TDLAS的准确性评估证明了其进行二维温度测量的可行性。将32路径CT-TDLAS应用于CH4和5 kg/h煤燃烧场的二维温度测量。使用具有kHz时间分辨率的32路径CT-TDLAS测量单元测量了煤燃烧炉中的时序二维温度分布。燃烧火焰的瞬态温度场直接反映了燃烧模式和燃烧稳定性。测量结果表明，CT-TDLAS适用于各种类型的燃烧器，尤其是含有煤和灰颗粒的燃烧场。具有kHz响应时间的CT-TDLAS方法使得实时二维温度测量能够适用于燃烧分析。