锅炉燃烧诊断就是测量出燃烧过程中各种能够反映燃烧工况的信息，提高燃烧效率，降低污染物排放，改进燃烧器性能，并对温度组分浓度等空间分辨量进行实时原位在线测量，将其结果与标准燃烧工况下应有的结果相比较，从而对现有的燃烧状况作出评价并提出相应的解决方法的过程。

如图所示为在燃煤电厂炉膛中燃烧诊断的示意图。

该图显示标准北京中国环境科学出版社，全面实施燃煤电厂超低排放和节能改造工作方案节能与环保，洪延姬燃烧场吸收光谱诊断技术研究进展实验流体力学，甄杨基于调谐激光吸收光谱技术的逃逸氨检测系统研究天津天津大学，张增福，邹得宝，陈文亮，等基于可调谐半导体激光吸收光谱技术的逃逸氨在线监测研究光学技术，魏莹莹燃煤电厂脱硝过程多组分多参量的激光传感器研制天津天津工业大学，胡倩，张世秋，吴丹美国和欧洲氮氧化物控制政策对中国的借鉴意义环境保护，卢伟业，朱晓睿，李越胜，等直接吸收法和波长调制法在线测量的比较红外与激光工程，曾怡帅高尘环境多组分气体成分检测方法研究唐山华北理工大学，屈东胜，洪延姬，王广宇，等基于波长调制光谱技术的气体温度和组分浓度场维重建测量方法研究中国激光，高捷，陈浩，杜乐燃煤电厂烟尘排放标准分析及超低排放技术探讨环境与发展，李金义，孙福双，张宸阁，付作伟，闫宝全，的检测下限分别为和。

等人选用波段吸收线用于原位检测，使用基于准相位匹配的波导差频生成的中红外激光源，在的波段内，检测强吸收线，结果表明在的温度下，体积浓度为时的最大吸收系数约为。

等人提出了种用于燃气电厂尾气中的系统方案，利用位于的吸收谱线，结合长光程气体池和低压检测技术，避开谱线的干扰，实现的高灵敏度检测。

综上，总结国内外技术在燃煤电厂污染气体排放检测方面的研究成果，如表所示。

表国内外气体检测技术在燃煤电厂的研究成果锅炉燃烧诊断所谓的锅炉燃烧诊断就是测量出燃烧过程中各种能够反映燃烧工况的信息，提高燃烧效率，降低污染物排放，改进燃烧器性能，并对温度组分浓度等空间分辨量进行实时原位在线测量，将其结果与标准燃烧工况下应有的结果相比较，从而对现有的燃烧状况作出评价并提出相应的解决探讨在燃煤电厂中调谐激光吸收光谱技术的运前与前景光学论文信号的。

等人开发了种基于的层析成像系统，重建了想要的个横截面上的维温度分布，为了获得稀薄预混燃烧状态，通过设臵甲烷和空气的流量在和，选取处的旋转火焰的横截面作为吸收目标，可测的个温度断层图像，分别为，和的重建温度分布。

该系统被证明能够以的时间间隔重建温度分布。

屈东胜等人提出利用技术实现非均匀燃烧场气体温度和组分浓度维重建的方法，选择位于和的吸收谱线作为测温谱线对，采用频分复用的方法对燃烧火焰进行了实验研究，结果表明基于方法的维重建测量精度较高，但对温度阶跃变化流场不敏感。

总结近年来国内外在燃煤电厂锅炉燃烧诊断的应用研究现状，如表所示。

表国内外在燃煤电厂锅炉内燃烧诊断的研究现状总结和展望对技术在燃煤电厂中的应用进行了综述。

与传统的检测技术相比，技术具有高选择性高灵敏度实时动态可多组分多参量同时非过实验得出系统的时间分辨率为，并对不对称预混火焰进行实验，实验结果得出固定当量比为，时变当量比为，实验结果表明该系统能够捕获静态和动态燃烧过程，并具有良好的火焰监测和燃烧诊断潜力。

等人介绍了利用燃烧传感器分别对兆瓦和兆瓦的燃煤电厂进行测量，使用多路径测量，利用波长多路复用功能和层析成像算法相结合得出锅炉的温度，和浓度的维分布，并利用手动调节的优化方式提高燃烧效率，实验结果表明经过优化后燃烧更均匀，并且该装臵的加热率已降低，排放浓度减少了，排放浓度减少了，在兆瓦的锅炉中，这种适度的燃烧优化每年将节省约万美元的燃烧成本。

等人基于技术，使用代数重建技术实现气体浓度和温度的维分布重建，研究了光束分布和网格尺寸对燃烧场重建的影响，以获得有限数量光束的最佳重建结果。

在实验中，利用设计了种结构方案，在量的信噪比仍能达到。

等人提出基于光纤的多个激光器的多路复用用于个路径上的多组分测量，利用新波长扫描归化用于浓度测量，经过小时的运行测量，首次实现在大型电厂合成气中具有亚秒分辨率进行原位多组分激光吸收测量。

等人提出种基于多项式拟合的方法将连续基线从包括连续和不连续波段的实测火焰光谱中分离，用于兆瓦燃煤电厂锅炉中测量碱金属的温度发射率和辐射强度。

结果表明，计算温度测量点的最大差值为，测量点之间的辐射率的相对偏差小于。

视线测量不仅可用于燃煤电厂的燃烧诊断，还用于发动机的燃烧诊断中，如力学所与弗吉尼亚理工大学合作，基于技术，对标称马赫数为的超燃冲压发动机的多个位臵进行了温度流速分压等多个气流参数的测量，包括燃烧室的入口靠近火焰稳定腔的燃烧区域及出口，并研究了基于吸收的非均匀流场流速测量的不确定度。

传统的技术通常用于测量路径平均值衰减的激光能量与所经路径微分元相关，由辐射的爱因斯坦理论定量描述其中，是激光能量，为气体总压强，为吸收气体的体积分数，为谱线线强，为温度，为线型函数。

因此，激光穿过吸收光程为的目标气体之后，透过率可表示为图直接吸收光谱测量示意图图直接吸收光谱测量示意图下载原图波长调制光谱技术为了降低系统中各种噪声对测量结果的影响，提高系统的稳定性，降低系统的最低检测限，调制光谱技术应运而生。

调制光谱技术分为波长调制光谱技术和频率调制光谱技术，这两种技术都是对加载在激光器的电流信号进行调制，技术的调制频率般选择在之间，远低于的调制频率接近气体的线宽。

虽然技术比技术检测灵敏度更高，响应时间短，但是技术系统结构复杂，且高频调制对电子设备和激光器等光学元器件要求苛刻，造价昂贵。

所温度，实验结果显示该系统具有良好的线性度和精度误差，温度范围为至，浓度误差小于。

等人使用激光器测量的燃烧尾气，在光程下的最低检测限为，时间分辨率为然而对于低于该检测限的浓度检测，该传感器会受到和的强烈干扰而失效。

为了提高测量精度实现两种气体浓度的同时测量，等人利用空气燃烧器尾气中的和浓度同时检测，验证该系统在光程长度下的最低检测限为该系统的优势在于实现了两种气体浓度的同时测量，然而在该燃烧器的尾气中仅有痕量未燃烧碳氢化合物，但燃煤电厂脱硝尾气中烃类的浓度量级为，该波段中碳氢化合物中键的光谱干扰会明显降低传感器的性能。

随后等人利用激光器测量甲烷空气燃烧器温度为的燃烧尾气，实现光程下的最低检测限为，该研究在不牺牲信噪比的情况下降低和的干扰，为研制高温环境中高灵敏度的逃逸激光传感器提供了思路。

等人利用激制频率般选择在之间，远低于的调制频率接近气体的线宽。

虽然技术比技术检测灵敏度更高，响应时间短，但是技术系统结构复杂，且高频调制对电子设备和激光器等光学元器件要求苛刻，造价昂贵。

所以目前技术在激光传感器系统被广泛采用。

在测量中，对激光器施加高频正弦电流调制会使激光器同时产生频率调制和强度调制分别由公式和描述。

图燃煤电厂系统示意图针对图所示的燃煤电厂具体需求，近年来发挥的作用越来越大，愈来愈得到研究人员的重视和工业界的认可。

在简述原理和系统构成的基础上，综述了目前国内外技术在燃煤电厂的污染气体排放检测和锅炉燃烧诊断的研究现状，并展望其未来发展趋势，旨在为今后相关研究提供参考和借鉴。

原理及系统技术方案主要包括直接吸收光谱技术和波长调制技术两种。

直接吸收光谱技吸收信号的。

等人开发了种基于的层析成像系统，重建了想要的个横截面上的维温度分布，为了获得稀薄预混燃烧状态，通过设臵甲烷和空气的流量在和，选取处的旋转火焰的横截面作为吸收目标，可测的个温度断层图像，分别为，和的重建温度分布。

该系统被证明能够以的时间间隔重建温度分布。

屈东胜等人提出利用技术实现非均匀燃烧场气体温度和组分浓度维重建的方法，选择位于和的吸收谱线作为测温谱线对，采用频分复用的方法对燃烧火焰进行了实验研究，结果表明基于方法的维重建测量精度较高，但对温度阶跃变化流场不敏感。

总结近年来国内外在燃煤电厂锅炉燃烧诊断的应用研究现状，如表所示。

表国内外在燃煤电厂锅炉内燃烧诊断的研究现状总结和展望对技术在燃煤电厂中的应用进行了综述。

与传统的检测技术相比，技术具有高选择性高灵敏度实时动态可多组分多参量同通过实验得出系统的时间分辨率为，并对不对称预混火焰进行实验，实验结果得出固定当量比为，时变当量比为，实验结果表明该系统能够捕获静态和动态燃烧过程，并具有良好的火焰监测和燃烧诊断潜力。

等人介绍了利用燃烧传感器分别对兆瓦和兆瓦的燃煤电厂进行测量，使用多路径测量，利用波长多路复用功能和层析成像算法相结合得出锅炉的温度，和浓度的维分布，并利用手动调节的优化方式提高燃烧效率，实验结果表明经过优化后燃烧更均匀，并且该装臵的加热率已降低，排放浓度减少了，排放浓度减少了，在兆瓦的锅炉中，这种适度的燃烧优化每年将节省约万美元的燃烧成本。

等人基于技术，使用代数重建技术实现气体浓度和温度的维分布重建，研究了光束分布和网格尺寸对燃烧场重建的影响，以获得有限数量光束的最佳重建结果。

在实验中，利用设计了种结构方案，探讨在燃煤电厂中调谐激光吸收光谱技术的运前与前景光学论文光器实现了和浓度以及温度和压强的同时测量，并通过具有不同调制幅度的波长调制光谱和优化的多光谱拟合算法相结合的方法进行了模型模拟，实验结果得出浓度浓度温度和压力的相对测量不确定度分别为和。

为恶劣环境中对逃逸氨的浓度检测提供了参考。

甄杨等人根据燃煤电厂脱硝尾气对于精度的检测要求，利用技术测量了氨气在波段附近的吸收谱线，并结合压力变化对浓度检测的影响给出了氨气浓度的反演算法，有效排