空预器飞灰冲刷磨损状态识别方法、系统、设备及介质与流程

本发明涉及空气预热器，具体涉及一种空预器飞灰冲刷磨损状态识别方法、系统、设备及介质。

背景技术：

1、回转式空气预热器是燃煤锅炉尾部烟道中的关键换热设备，其通过转子携带蓄热元件在烟气侧与空气侧之间交替旋转，实现排烟余热回收并提升进入炉膛的空气温度。由于烟气侧工况携带大量飞灰颗粒，飞灰在气流夹带下进入蓄热元件微小通道，长期运行中易引发积灰、堵塞、腐蚀及冲蚀磨损等问题。工程实践中，通常在入口烟道布置导流板以优化烟气进入空预器前的流场分布，确保含灰气流较为均匀地进入各蓄热元件区域。然而，当部分入口导流板发生脱落、变形或偏移时，原本分散的含灰烟气将失去均匀导入条件，易形成偏流束流效应，导致局部周向扇区及特定径向层级的蓄热元件受到定向、持续的飞灰冲刷，呈现通道边缘缺损、磨损纹理趋同及径向连续磨耗等差异化损伤形态。上述损伤在视觉层面与常规积灰、腐蚀斑或局部脏污存在相似性，但实质成因与入口烟气来源方向、空间位置分布及冲刷路径之间具有明确的物理对应关系，识别时需综合考量上述多重因素。现有空预器状态识别技术主要聚焦于积灰程度评估、堵塞预警或换热性能异常分析，普遍依赖图像纹理统计特征或全局异常检测模型进行状态判断，尚未针对入口导流板异常引发的偏流冲刷这一特定物理失效机理建立专项识别链路。尤其缺乏将导流板状态、含灰烟气偏流方向、蓄热元件周向扇区与径向层级纳入统一结构化对比框架的分析手段，难以在视觉相似干扰下准确定位由偏流束流造成的定向磨损，亦无法有效区分其与一般脏污或非偏流路径下磨损的差异，从而制约了空预器运行安全与维护决策的精准性。

技术实现思路

1、针对现有技术中存在的入口导流板脱落、变形或偏移后含灰烟气形成偏流束流，导致蓄热元件局部冲刷磨损难以与普通外观差异区分的问题。本发明提供了一种空预器飞灰冲刷磨损状态识别方法，在空预器蓄热元件检查图像识别过程中，将入口导流板异常扇区、入口烟气流向、蓄热元件周向位置、径向层级以及冲刷磨损形态特征纳入同一异常比较链路，使odd-one-out算法在生成局部对应候选集时受入口烟气偏流冲刷对应关系限定，从而识别由入口烟气流束偏置造成的定向飞灰冲刷磨损状态。

2、为了实现上述目的，本发明提供了如下的技术方案。

3、第一方面，本发明提供了一种空预器飞灰冲刷磨损状态识别方法，包括以下步骤：

4、获取蓄热元件检查图像、入口导流板异常扇区和入口烟气流向，按照蓄热元件周向位置和径向层级将蓄热元件检查图像划分为分区图像集合，从分区图像集合中提取冲刷磨损形态特征；

5、将入口扇区与蓄热元件分区位置的对应关系关联至冲刷磨损形态特征，形成入口烟气偏流冲刷对应标识；

6、在odd-one-out算法的局部对应候选集生成环节中，根据入口烟气偏流冲刷对应标识生成局部对应候选集；

7、根据局部对应候选集对分区图像集合进行分区图像间异常比较，形成同一偏流冲刷异常差异特征；

8、当同一偏流冲刷异常差异特征满足飞灰冲刷磨损判定条件时，生成飞灰冲刷磨损状态。

9、作为本发明的进一步改进，所述获取蓄热元件检查图像、入口导流板异常扇区和入口烟气流向，按照蓄热元件周向位置和径向层级将蓄热元件检查图像划分为分区图像集合，从分区图像集合中提取冲刷磨损形态特征，包括：

10、根据蓄热元件检查图像，构建蓄热元件图像定位基准；

11、根据入口导流板异常扇区和入口烟气流向，形成周向分割边界；

12、根据蓄热元件图像定位基准中的内外圈边界和通道排列方向确定径向划分起止范围，按照预设径向划分间隔确定径向层级，并以蓄热元件周向位置、周向分割边界和径向层级切分蓄热元件检查图像，形成分区图像集合。

13、从分区图像集合中提取磨损纹理方向、通道边缘磨损差异和径向磨损连续状态，并根据磨损纹理方向、通道边缘磨损差异和径向磨损连续状态形成冲刷磨损形态特征。

14、作为本发明的进一步改进，所述将入口扇区与蓄热元件分区位置的对应关系关联至冲刷磨损形态特征，形成入口烟气偏流冲刷对应标识，包括：

15、将入口扇区与蓄热元件分区位置的对应关系写入冲刷磨损形态特征中与蓄热元件分区位置相对应的形态组合描述；

16、使蓄热元件分区位置与入口导流板异常扇区、入口烟气流向、周向位置、径向层级、磨损纹理方向、通道边缘磨损差异和径向磨损连续状态形成同一对应对象，得到入口烟气偏流冲刷对应标识。

17、作为本发明的进一步改进，所述在odd-one-out算法的局部对应候选集生成环节中，根据入口烟气偏流冲刷对应标识生成局部对应候选集，包括：

18、从入口烟气偏流冲刷对应标识中提取候选搜索约束对象，根据候选搜索约束对象，形成偏流作用路径约束，根据偏流作用路径约束，确定同一偏流冲刷参照区域；

19、将同一偏流冲刷参照区域写入odd-one-out算法的局部对应候选集生成环节中的候选搜索范围，得到偏流约束局部特征；

20、根据偏流约束局部特征计算待比较分区图像与候选分区图像之间的局部特征相似关系，形成局部特征相似关系；

21、根据局部特征相似关系，将待比较分区图像与候选分区图像之间的相似值与预设相似阈值进行比较，对满足比较条件且入口烟气偏流冲刷对应标识一致的候选分区图像进行相似度排序，并将排序后的候选分区图像写入odd-one-out算法的局部对应候选集生成环节，生成局部对应候选集。

22、作为本发明的进一步改进，所述根据局部对应候选集对分区图像集合进行分区图像间异常比较，形成同一偏流冲刷异常差异特征，包括：

23、根据局部对应候选集，找寻异常比较对象，形成偏流约束局部比较单元，根据偏流约束局部比较单元，形成分区图像间异常比较结果；

24、根据分区图像间异常比较结果，沿同一偏流冲刷参照区域内的周向位置和径向层级对异常比较位置、异常比较方向、异常比较连续范围和入口导流板异常扇区来源进行一致性约束，更新分区图像间异常比较结果，形成同一偏流冲刷异常差异特征。

25、作为本发明的进一步改进，所述当同一偏流冲刷异常差异特征满足飞灰冲刷磨损判定条件时，生成飞灰冲刷磨损状态，包括：

26、从同一偏流冲刷异常差异特征中提取飞灰冲刷磨损判定对象，根据飞灰冲刷磨损判定对象，计算得到冲刷方向一致判定结果、径向层级连续判定结果及入口扇区对应判定结果，形成由冲刷方向一致、径向层级连续和入口扇区对应构成的飞灰冲刷磨损判定条件对象；

27、根据飞灰冲刷磨损判定条件对象，对应判定结果的异常差异进行剔除，得到飞灰冲刷磨损状态；

28、根据飞灰冲刷磨损状态输出受冲刷周向扇区、受冲刷径向层级和对应入口导流板异常扇区。

29、第二方面，本发明提供一种空预器飞灰冲刷磨损状态识别系统，包括：

30、冲刷磨损形态特征模块：用于获取蓄热元件检查图像、入口导流板异常扇区和入口烟气流向，按照蓄热元件周向位置和径向层级将蓄热元件检查图像划分为分区图像集合，从分区图像集合中提取冲刷磨损形态特征；

31、入口烟气偏流冲刷对应标识模块：用于将入口扇区与蓄热元件分区位置的对应关系关联至冲刷磨损形态特征，形成入口烟气偏流冲刷对应标识；

32、局部对应候选集模块：用于在odd-one-out算法的局部对应候选集生成环节中，根据入口烟气偏流冲刷对应标识生成局部对应候选集；

33、偏流冲刷异常差异特征模块：用于根据局部对应候选集对分区图像集合进行分区图像间异常比较，形成同一偏流冲刷异常差异特征；

34、飞灰冲刷磨损状态模块：用于当同一偏流冲刷异常差异特征满足飞灰冲刷磨损判定条件时，生成飞灰冲刷磨损状态。

35、第三方面，本发明提供一种电子设备，包括存储器、处理器以及存储在所述存储器中并可在所述处理器上运行的计算机程序，所述处理器执行所述计算机程序时实现所述的一种空预器飞灰冲刷磨损状态识别方法。

36、第四方面，本发明提供一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时实现所述的一种空预器飞灰冲刷磨损状态识别方法。

37、第五方面，本发明提供一种计算机程序产品，包括计算机指令，该计算机指令被处理器执行时实现所述的一种空预器飞灰冲刷磨损状态识别方法。

38、与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：

39、本方法突破了传统图像识别仅依赖外观差异判断磨损的局限，通过建立入口导流板异常扇区、入口烟气流向、蓄热元件周向位置与径向层级、冲刷磨损形态特征的全链路映射关系，将流场偏转的物理机理与视觉特征深度融合，使得磨损识别不再孤立于单一图像比对，而是纳入烟气偏流冲刷的因果逻辑框架。解决了蓄热元件局部冲刷磨损因形态多样、与普通老化或积灰难以区分的技术难题，提升识别结果的可解释性与可靠性。其次，本方法将入口烟气偏流冲刷对应标识嵌入odd-one-out算法的局部对应候选集生成环节，使异常比较过程受到偏流空间分布规律的约束，而非盲目遍历所有分区图像。这种定向约束不仅减少候选集的搜索空间，提高算法计算效率，更避免因正常磨损或噪声干扰导致的误判，使算法能够精准聚焦于由烟气束流偏置引发的定向冲刷异常，从而在早期即可捕捉到局部过度磨损的潜在风险。再者，通过分区图像集合的精细化划分与跨分区的同一偏流冲刷异常差异特征提取，实现对蓄热元件不同周向位置和径向层级磨损程度的定量化对比，能够清晰揭示磨损沿气流方向的空间演化规律，为后续导流板修复、流场优化和检修策略制定提供了直观、量化的数据支撑。