燃烧器以及基于燃烧器的灭火预警方法与流程

本技术涉及燃烧器的节能环保，尤其涉及一种燃烧器、基于燃烧器的灭火预警方法、基于燃烧器的灭火预警装置、计算机设备、计算机可读存储介质以及计算机程序产品。

背景技术：

1、随着燃煤发电机组深度调峰和宽负荷运行成为常态，锅炉炉膛在低负荷工况下温度水平显著下降，燃烧稳定性随之减弱，灭火事故风险增加。燃烧器作为锅炉的核心设备，其结构设计的合理性与燃烧状态的实时感知能力直接关系到机组运行的安全性、经济性和环保性。

2、目前，燃煤锅炉燃烧器的燃烧状态检测主要依赖火焰检测器（简称火检），部分机组通过安装工业电视进行辅助监测。火检系统通常需要在燃烧器附近的炉壁或输送管路上现场开孔，安装传感器并敷设线缆，以获取反映燃烧有无的开关量信号和反映燃烧品质的模拟量信号。这些信号被接入炉膛安全监控系统或分散控制系统，作为燃烧状态判断和保护动作的触发依据。

3、然而，现有燃烧器在结构设计上存在明显缺陷。一方面，传感器安装需要在输送管路或炉壁上现场开孔，不仅导致现场布线复杂、安装工作量大，更严重的是开孔处易产生密封失效和燃烧介质泄漏风险，造成热能损失和污染物非正常排放，影响机组经济性和环保性。另一方面，现有燃烧器本体缺少标准化的信号引出接口，各类传感器信号需分散敷设，线缆易受高温和机械损伤，导致信号可靠性下降，进一步削弱了燃烧状态监测的准确性。上述结构缺陷使得燃烧器在出厂或现场安装时无法便捷、可靠地集成燃烧状态检测与预警功能，难以从源头上实现节能降耗与清洁环保的运行目标。

技术实现思路

1、本技术实施例的目的是提供一种燃烧器、基于燃烧器的灭火预警方法、基于燃烧器的灭火预警装置、计算机设备、计算机可读存储介质以及计算机程序产品，通过预先设置标准化的信号引出节点，避免现场开孔布线，从源头消除泄漏风险与信号衰减，以实现节能降耗及清洁环保的运行目标。

2、为解决上述技术问题，本技术实施例提供如下技术方案：

3、本技术第一方面提供一种燃烧器，上游系统通过第一输送管路与燃烧器连接，还包括第二输送管路、第一物理部件和第二物理部件；第二物理部件一体成型于燃烧器本体的外壁，第二物理部件上设置有接线端子；第二输送管路的一端密封连接于燃烧器本体的内部，第二输送管路的另一端用于连接第一输送管路；第一物理部件嵌入并密封固定于第二输送管路的管壁，并与接线端子连接。

4、相较于现有技术，本技术第一方面提供的燃烧器，通过将第二物理部件一体成型于燃烧器本体外壁并集成接线端子，同时将第一物理部件嵌入并密封固定于第二输送管路管壁且与接线端子连接，使整个信号采集链路在硬件上形成从输送管路内部到燃烧器本体外壁的无间隙、预密封的一体化结构，从而无需在输送管路或炉壁上现场开孔安装传感器及敷设线缆，避免了因现场开孔导致的密封失效和燃烧介质泄漏风险，显著降低了热能损失与污染物非正常排放，从源头上实现了节能降耗与清洁环保的双重目标。

5、在本技术提供的其它实施方式中，第一物理部件套设于第二输送管路的外壁，第一物理部件与第二输送管路之间采用过盈配合衔接，并且在衔接处设置有密封胶。

6、通过将第一物理部件套设于第二输送管路外壁并采用过盈配合衔接及密封胶填充，使二者形成无间隙的密封固定结构，从而提高了信号采集的稳定性与密封可靠性。

7、本技术第二方面提供一种基于燃烧器的灭火预警方法，方法应用于燃烧器，上游系统通过第一输送管路与燃烧器连接，燃烧器包括燃烧器本体、第二输送管路、第一物理部件和第二物理部件，方法包括：通过第一物理部件获取超前参数，超前参数为燃烧器的上游系统控制燃烧器燃烧时的状态参数；通过第二物理部件以超前参数为输入，采用预先训练完成的燃烧稳定性预测模型，计算燃烧器在未来预设时间段内的燃烧稳定性预测结果；若燃烧稳定性预测结果小于预设的预警阈值，则输出灭火预警信号。

8、相较于现有技术，本技术第一方面提供的基于燃烧器的灭火预警方法，通过获取燃烧器上游系统的超前参数作为预测模型的输入，利用预先训练完成的燃烧稳定性预测模型对未来预设时间段内的燃烧稳定性进行预测，并在预测结果低于预警阈值时及时输出灭火预警信号。突破了传统火检系统仅能实时检测当前燃烧状态的局限，将预警时机从燃烧已显著恶化时提前至燃烧稳定性尚未明显下降的预判阶段，从而为运行人员或自动控制系统预留了充足的干预时间，能够有效避免因干预不及时导致的灭火事故发生。通过避免灭火事故，一方面显著降低了机组非计划停运的风险，减少了重启过程所需的大量燃油消耗以及因燃烧不稳造成的不完全燃烧损失，实现了能源的有效节约。另一方面，避免了燃烧恶化状态下污染物非正常排放的增加，有助于维持锅炉的清洁运行。可见，通过对灭火风险的充分提前预警，从源头上实现了节能降耗与清洁环保的双重目标。

9、在本技术提供的其它实施方式中，方法还包括：通过第二物理部件获取燃烧器的燃烧参数；基于燃烧参数计算燃烧器的燃烧稳定性值；以超前参数为输入，包括：以超前参数和燃烧稳定性值为输入。

10、通过将燃烧器当前的燃烧稳定性值与超前参数共同作为预测模型的输入，能够使模型在融合当前燃烧状态信息的基础上更准确地捕捉燃烧稳定性的动态演化规律，从而提高燃烧稳定性预测结果的精度与可靠性。

11、在本技术提供的其它实施方式中，获取燃烧器的燃烧参数，包括：获取燃烧器的初燃区的燃烧参数。

12、通过获取燃烧器初燃区的燃烧参数，能够更直接地捕捉火焰根部这一燃烧稳定性最敏感区域的燃烧状态信息，从而提高燃烧稳定性值计算结果的准确性和对燃烧恶化趋势的响应灵敏度。

13、在本技术提供的其它实施方式中，燃烧参数为多个，每个燃烧参数的类型不同；基于燃烧参数计算燃烧器的燃烧稳定性值，包括：计算每个燃烧参数对应的燃烧稳定性子值；根据燃烧稳定性子值的不确定度，调整每个燃烧参数对应的权重，其中，不确定度越高，对应的权重越小；基于调整后的权重，对每个燃烧参数对应的燃烧稳定性子值进行加权，得到燃烧器的燃烧稳定性值。

14、通过根据各燃烧稳定性子值的不确定度动态分配权重、使不确定度越高的子值所占权重越小，能够自适应地抑制不可靠信号对融合结果的干扰，从而提高燃烧稳定性值计算的准确性和鲁棒性。

15、在本技术提供的其它实施方式中，获取超前参数，包括：获取第一超前参数和第二超前参数，第一超前参数为燃烧介质供给系统向燃烧器输送燃烧介质时的参数，第二超前参数为发电系统控制燃烧器燃烧时的参数。

16、通过同时获取燃烧介质供给系统的输送参数和发电系统的控制参数作为超前参数，能够从燃料供给侧和负荷指令侧两个维度全面捕捉影响燃烧稳定性的超前信息，从而提高预测模型对燃烧状态变化趋势的感知能力和预测精度。

17、在本技术提供的其它实施方式中，超前参数包括多个不同类型的参数，同一类型的参数还包括多个不同时间点产生的参数；在以超前参数为输入之前，方法还包括：通过第二物理部件获取每个类型的参数从产生到实际作用于燃烧器的燃烧状态的经历时长；基于经历时长，将不同类型中各时间点产生的参数在时间上进行对齐，得到多个时间点对应的参数，其中，每个时间点对应不同类型的参数；以超前参数为输入，包括：以多个时间点对应的参数为输入。

18、通过根据不同参数类型的经历时长将超前参数在时间维度上进行对齐，能够消除因测点位置差异和控制链路延迟导致的时间错位问题，从而构建出时序上严格同步的输入特征，提高预测模型对燃烧稳定性动态变化规律的学习能力和预测准确性。

19、在本技术提供的其它实施方式中，在获取每个类型的参数从产生到实际作用于燃烧器的燃烧状态的经历时长之前，方法还包括：对于燃烧介质供给类型的参数，根据供给输送时间确定经历时长，其中，经历时长与供给输送时间呈正相关；对于发电类型的参数，根据控制响应时差确定经历时长，其中，经历时长与控制响应时差呈正相关。

20、通过分别依据供给输送时间和控制响应时差确定不同类别超前参数的各自经历时长，能够更精准地刻画不同类型参数各自独立的时间延迟特性，从而提高时间对齐的精确度和预测模型的输入质量。

21、在本技术提供的其它实施方式中，超前参数包括多个不同历史时间点产生的参数，燃烧稳定性预测结果包括多个未来时间点的燃烧稳定性预测值；若燃烧稳定性预测结果小于预设的预警阈值，则输出灭火预警信号，包括：若多个未来时间点的燃烧稳定性预测值中存在低于预警阈值的燃烧稳定性预测值，则输出灭火预警信号。

22、通过输出包含多个未来时间点的燃烧稳定性预测值，并在其中任一预测值低于预警阈值时即触发灭火预警，能够实现对燃烧稳定性恶化趋势的全时段覆盖监测，从而提高预警的及时性和覆盖范围。

23、在本技术提供的其它实施方式中，预警阈值包括低一值和低二值，低一值大于低二值；若多个未来时间点的燃烧稳定性预测值中存在低于预警阈值的燃烧稳定性预测值，则输出灭火预警信号，包括：若多个未来时间点的燃烧稳定性预测值中存在低于低一值，且大于或等于低二值的燃烧稳定性预测值，则输出灭火预警信号；方法还包括：若多个未来时间点的燃烧稳定性预测值中存在低于低二值的燃烧稳定性预测值，则输出触发分散控制系统执行燃烧调整的控制指令。

24、通过设置低一值和低二值两个梯级预警阈值，并分别对应输出预警信号和控制指令，能够实现燃烧稳定性恶化程度的分级响应，从而在提供充分预警时间的同时兼顾自动干预的及时性，提高燃烧安全防护的精细化水平和可靠性。

25、在本技术提供的其它实施方式中，燃烧稳定性预测结果包括多个未来时间点的燃烧稳定性预测值；方法还包括：通过第二物理部件获取多个未来时间点的燃烧稳定性实际检测值；对于每个未来时间点，计算燃烧稳定性预测值与燃烧稳定性实际检测值之间的差值；将每个未来时间点的差值进行加权，得到预测误差，其中，未来时间点距离当前越远，对应的权重越低；若预设误差大于误差阈值，则更新燃烧稳定性预测模型。

26、通过对不同时间点的预测误差进行差异化加权，降低较远未来时间点的误差权重，能够使模型更新更聚焦于近期预测准确性，从而提高模型更新的针对性和效率。

27、在本技术提供的其它实施方式中，方法还包括：响应于模型更新指令，通过第二物理部件获取超前参数及其对应的燃烧稳定性实际检测值，构成更新数据段；若更新数据段与模型训练数据集中的训练数据段的相似度小于相似阈值，则将更新数据段补充至模型训练数据集，并采用补充后的模型训练数据集对燃烧稳定性预测模型进行参数微调；若更新数据段与模型训练数据集中的训练数据段的相似度大于或等于相似阈值，则用更新数据段替换相似的历史数据段，并基于替换后的模型训练数据集重新筛选和训练燃烧稳定性预测模型。

28、通过根据更新数据段与训练数据集的相似度分别执行补充微调或替换重选的分层更新策略，能够在对新工况快速适应的同时保持模型对典型工况的预测稳定性，从而提高模型持续更新的效率和整体泛化能力。

29、在本技术提供的其它实施方式中，基于替换后的模型训练数据集重新筛选和训练燃烧稳定性预测模型，包括：采用替换后的模型训练数据集，分别对候选模型库中的多个候选预测模型进行训练；获取各候选预测模型在验证集上的预测精度；根据各候选预测模型的预测精度和计算复杂度，从多个候选预测模型中选取目标预测模型；将目标预测模型作为更新后的燃烧稳定性预测模型。

30、通过在模型更新时从候选模型库中综合预测精度与计算复杂度重新筛选最优模型，能够动态适配工况变化后的数据特性，从而提高模型在长期运行中的自适应能力和综合性能。

31、本技术第三方面提供一种基于燃烧器的灭火预警装置，装置应用于燃烧器，上游系统通过第一输送管路与燃烧器连接，燃烧器包括燃烧器本体、第二输送管路、第一物理部件和第二物理部件，装置包括：获取模块，用于通过第一物理部件获取超前参数，超前参数为燃烧器的上游系统控制燃烧器燃烧时的状态参数；计算模块，用于以超前参数为输入，采用预先训练完成的燃烧稳定性预测模型，计算燃烧器在未来预设时间段内的燃烧稳定性预测结果；预警模块，用于若燃烧稳定性预测结果小于预设的预警阈值，则输出灭火预警信号。

32、本技术第四方面提供一种计算机设备，包括存储器、处理器及存储在存储器上的计算机程序，处理器执行计算机程序以实现第一方面中的方法。

33、本技术第五方面提供一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，计算机程序被处理器执行时实现第一方面中的方法。

34、本技术第六方面提供一种计算机程序产品，包括计算机程序，计算机程序被处理器执行时实现第一方面中的方法。

35、本技术第三方面提供的基于燃烧器的灭火预警装置、第四方面提供的计算机设备、第五方面提供的计算机可读存储介质和第六方面提供的计算机程序产品，与第二方面提供的基于燃烧器的灭火预警方法具有相同或相似的有益效果。