本技术涉及掺氢燃料燃烧检测，更具体的，涉及一种基于光纤传感的氢气掺烧回火检测系统及方法。
背景技术：
1、随着全球能源结构的转型和环境保护意识的提升，清洁能源的利用已成为当下的研究热点。在这样的背景下，掺氢天然气技术应运而生。其基本原理是将氢气掺入天然气中，通过调整混合气的成分和比例，实现更高效的燃烧和更低的排放。这种技术不仅可以提高能源利用效率，减少能源消耗，还可以降低有害气体和温室气体的排放，对改善空气质量、减缓气候变化具有重要意义。
2、但是，由于氢气的燃烧特性与天然气存在显著差异，掺氢后混合气的燃烧速度和火焰温度都会发生变化。这可能导致燃烧不稳定，甚至引发安全问题。同时，掺氢天然气的燃烧过程需要更加精确的控制，以确保燃烧的稳定性和效率。这要求控制系统具备更高的灵敏度和准确性，能够实时调整燃烧参数，以适应不同的工况和需求。然而，现有的掺氢天然气燃烧检测控制系统无法根据掺氢天然气的实时燃烧状态判断是否存在回火风险，也无法及时的对掺氢预混度进行动态调整，可能导致在实际应用中存在技术上的不确定性和操作上的困难。
3、因此现有技术存在缺陷，急需改进。
技术实现思路
1、鉴于上述问题，本发明的目的是提供一种基于光纤传感的氢气掺烧回火检测系统及方法，对掺氢燃料的火焰燃烧状态进行检测和燃烧参数调整，避免掺氢燃料在燃烧过程中出现回火情况。
2、本发明第一方面提供了一种基于光纤传感的氢气掺烧回火检测方法，包括：
3、根据预设燃烧标准下掺氢燃料的样本火焰燃烧图像进行分析，建立火焰形态数据库；
4、计算所述样本火焰燃烧图像的第一标准得分，绘制第一燃烧数据图像；
5、根据预设燃烧条件对当前燃烧设备进行燃烧测试，确定所述当前燃烧设备的影响因数k1、k2和k3；根据所述影响因数k1、k2和k3对所述第一燃烧数据图像进行调整，确定第二燃烧数据图像；
6、获取当前燃烧设备的火焰燃烧检测数据；所述火焰燃烧检测数据包括火焰燃烧检测图像和传感器检测数据；所述传感器检测数据包括掺氢预混度、进气速度、气体样本和热流密度；
7、基于所述第二燃烧数据图像对所述火焰燃烧检测数据进行分析，确定当前燃烧设备的第一燃烧得分p1和第二标准燃烧得分px；根据所述当前燃烧设备的第一燃烧得分p1和第二标准燃烧得分px确定第二燃烧得分p2；
8、根据所述第二燃烧得分p2进行分析，对所述当前燃烧设备的影响因数k1、k2和k3进行调整，确定第三燃烧数据图像；
9、基于所述第三燃烧数据图像对当前燃烧设备的燃烧参数进行调整。
10、本方案中，所述根据预设燃烧标准下掺氢燃料的样本火焰燃烧图像进行分析，建立火焰形态数据库，包括：
11、获取预设燃烧标准下掺氢燃料的样本火焰燃烧图像；
12、将所述掺氢燃料的预混度或进气速度设置为第一燃烧数据x，对所述样本火焰燃烧图像进行筛选，确定第一样本图像；
13、根据所述第一样本图像进行分析，确定第二燃烧数据y对火焰燃烧的影响因数a、b和c；
14、对所述第一样本图像与相对应影响因数a、b和c进行收集整理，建立火焰形态数据库。
15、本方案中，所述计算所述样本火焰燃烧图像的第一标准得分，绘制第一燃烧数据图像，包括：
16、计算火焰形态数据库中每个样本火焰燃烧图像的第一标准燃烧得分，绘制初始燃烧数据图像；
17、基于预设标准比色卡对所述初始燃烧数据图像中每个坐标数据的第一标准燃烧得分赋予相对应的颜色数值；
18、对相邻坐标数据之间进行颜色渐变平滑处理，确定第一燃烧数据图像；
19、根据所述第一燃烧数据图像确定脱火极限区域、回火极限区域和稳定燃烧区域。
20、本方案中，还包括：
21、所述样本火焰燃烧图像的第一标准燃烧得分的计算方法用公式表示为；
22、；
23、其中，pb为预设燃烧标准下样本火焰燃烧图像的第一标准燃烧得分、x为第一燃烧数据、y为第二燃烧数据，a、b和c均为影响因数。
24、本方案中，所述根据预设燃烧条件对当前燃烧设备进行燃烧测试，确定所述当前燃烧设备的影响因数k1、k2和k3；根据所述影响因数k1、k2和k3对所述第一燃烧数据图像进行调整，确定第二燃烧数据图像，包括：
25、在所述火焰形态数据库中选择多组预设燃烧条件对当前燃烧设备进行燃烧测试，将每个预设燃烧条件下实际燃烧图像的燃烧得分和相对应第一标准得分进行分析对比，确定所述当前燃烧设备的影响因数k1、k2和k3；
26、基于所述影响因数k1、k2和k3对第一燃烧数据图像中每个坐标数据的第一标准燃烧得分pb进行调整，确定每个坐标数据的的第二标准燃烧得分px；
27、；
28、其中，px为第二标准燃烧得分、pb为第一标准燃烧得分，d、k1、k2和k3均为影响因数；
29、根据所述每个坐标数据的的第二标准燃烧得分px确定第二燃烧数据图像。
30、本方案中，所述基于所述第二燃烧数据图像对所述火焰燃烧检测数据进行分析，确定当前燃烧设备的第一燃烧得分p1和第二标准燃烧得分px；根据所述当前燃烧设备的第一燃烧得分p1和第二标准燃烧得分px确定第二燃烧得分p2，包括：
31、将所述火焰燃烧检测图像和火焰形态数据库内的样本火焰燃烧图像进行对比，确定第一燃烧得分p1；
32、根据所述传感器检测数据进行分析，确定第二标准燃烧得分px；
33、根据所述第一燃烧得分p1和所述第二标准燃烧得分px的差值确定第二燃烧得分p2。
34、本方案中，所述根据所述第二燃烧得分p2进行分析，对所述当前燃烧设备的影响因数k1、k2和k3进行调整，确定第三燃烧数据图像，包括：
35、当所述第二燃烧得分p2小于第一预设阈值时，将所述第二燃烧数据图像确定为当前燃烧设备的第三燃烧数据图像；
36、当所述第二燃烧得分p2大于等于第一预设阈值且小于第二预设阈值时；
37、根据当前燃烧设备的火焰燃烧检测图像的第一燃烧得分对影响因数k1、k2和k3进行调整，确定当前燃烧设备的第三燃烧数据图像；
38、当所述第二燃烧得分p2大于等于第二预设阈值时，基于火焰燃烧检测图像确定火焰锋面位置；
39、根据所述火焰锋面位置对传感器检测设备的设备参数进行调整，确定所述火焰锋面位置的hco、ch组分浓度和热释放率；
40、根据所述hco、ch组分浓度和热释放率确定掺氢燃料的燃烧比例；
41、根据当前燃烧设备的火焰燃烧检测图像的第一燃烧得分和所述掺氢燃料的燃烧比例对影响因数k1、k2和k3进行调整，确定当前燃烧设备的第三燃烧数据图像。
42、本方案中，所述根据所述火焰锋面位置对传感器检测设备的设备参数进行调整，确定所述火焰锋面位置的hco、ch组分浓度和热释放率，包括：
43、获取火焰锋面位置的气体样本；
44、对所述气体样本进行定量和定性分析，根据所述气体样本中hco、ch组分的光谱特征确定hco、ch组分浓度；
45、根据当前燃烧设备的火焰燃烧检测图像确定火焰燃烧面积，结合火焰锋面位置的热流密度确定火焰锋面位置的热释放率。
46、本方案中，所述基于所述第三燃烧数据图像对当前燃烧设备的燃烧参数进行调整，包括：
47、基于第三燃烧数据图像确定第一稳定燃烧曲线；
48、根据当前燃烧设备的掺氢预混度和进气速度确定影响值m1和m2；
49、根据所述第一稳定燃烧曲线、所述影响值m1和m2确定稳定燃烧状态下的调整值xn和yn；
50、根据所述影响值m1和m2、所述调整值xn和yn计算影响得分qn；
51、；
52、将影响得分最小值qmin所对应的调整值xn和yn确定为调整参数xm和ym；
53、根据所述调整参数xm和ym对当前燃烧设备的燃烧参数进行调整。
54、本发明第二方面提供了一种基于光纤传感的氢气掺烧回火检测系统，包括：
55、火焰形态数据库建立模块，用于根据预设燃烧标准下掺氢燃料的样本火焰燃烧图像进行分析，建立火焰形态数据库；计算所述样本火焰燃烧图像的第一标准得分，绘制第一燃烧数据图像；
56、第一燃烧数据图像调整模块，用于根据预设燃烧条件对当前燃烧设备进行燃烧测试，确定所述当前燃烧设备的影响因数k1、k2和k3；根据所述影响因数k1、k2和k3对所述第一燃烧数据图像进行调整，确定第二燃烧数据图像；
57、火焰燃烧检测模块，用于获取当前燃烧设备的火焰燃烧检测数据；所述火焰燃烧检测数据包括火焰燃烧检测图像和传感器检测数据；所述传感器检测数据包括掺氢预混度、进气速度、气体样本和热流密度；
58、第二燃烧数据图像调整模块，用于基于所述第二燃烧数据图像对所述火焰燃烧检测数据进行分析，确定当前燃烧设备的第一燃烧得分p1和第二标准燃烧得分px；根据所述当前燃烧设备的第一燃烧得分p1和第二标准燃烧得分px确定第二燃烧得分p2；根据所述第二燃烧得分p2进行分析，对所述当前燃烧设备的影响因数k1、k2和k3进行调整，确定第三燃烧数据图像；
59、燃烧条件调整模块，用于基于所述第三燃烧数据图像对当前燃烧设备的燃烧参数进行调整。
60、本发明第三方面提供了一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质中包括一种基于光纤传感的氢气掺烧回火检测方法程序，所述一种基于光纤传感的氢气掺烧回火检测方法程序被处理器执行时，实现如上所述的一种基于光纤传感的氢气掺烧回火检测方法的步骤。
61、本发明公开了一种基于光纤传感的氢气掺烧回火检测系统及方法，方法包括：建立火焰形态数据库，绘制第一燃烧数据图像；根据预设燃烧条件对当前燃烧设备进行燃烧测试，确定当前燃烧设备的影响因数k1、k2和k3，对第一燃烧数据图像进行调整，确定第二燃烧数据图像；对当前燃烧设备的火焰燃烧检测数据进行分析，根据当前燃烧设备的第一燃烧得分p1和第二标准燃烧得分px计算得到的第二燃烧得分p2对影响因数k1、k2和k3进行调整确定第三燃烧数据图像；基于第三燃烧数据图像对当前燃烧设备的燃烧参数进行调整。本发明根据掺氢燃料的火焰燃烧数据对燃烧条件进行调整，避免燃烧过程中出现回火情况，提高掺氢燃料的使用安全。
1.一种基于光纤传感的氢气掺烧回火检测方法，其特征在于，包括：
2.根据权利要求1所述的基于光纤传感的氢气掺烧回火检测方法，其特征在于，所述根据预设燃烧标准下掺氢燃料的样本火焰燃烧图像进行分析，建立火焰形态数据库，包括：
3.根据权利要求2所述的基于光纤传感的氢气掺烧回火检测方法，其特征在于，所述计算所述样本火焰燃烧图像的第一标准得分，绘制第一燃烧数据图像，包括：
4.根据权利要求3所述的基于光纤传感的氢气掺烧回火检测方法，其特征在于，还包括：
5.根据权利要求1所述的基于光纤传感的氢气掺烧回火检测方法，其特征在于，所述根据预设燃烧条件对当前燃烧设备进行燃烧测试，确定所述当前燃烧设备的影响因数k1、k2和k3；根据所述影响因数k1、k2和k3对所述第一燃烧数据图像进行调整，确定第二燃烧数据图像，包括：
6.根据权利要求1所述的基于光纤传感的氢气掺烧回火检测方法，其特征在于，所述基于所述第二燃烧数据图像对所述火焰燃烧检测数据进行分析，确定当前燃烧设备的第一燃烧得分p1和第二标准燃烧得分px；根据所述当前燃烧设备的第一燃烧得分p1和第二标准燃烧得分px确定第二燃烧得分p2，包括：
7.根据权利要求1所述的基于光纤传感的氢气掺烧回火检测方法，其特征在于，所述根据所述第二燃烧得分p2进行分析，对所述当前燃烧设备的影响因数k1、k2和k3进行调整，确定第三燃烧数据图像，包括：
8.根据权利要求7所述的基于光纤传感的氢气掺烧回火检测方法，其特征在于，所述根据所述火焰锋面位置对传感器检测设备的设备参数进行调整，确定所述火焰锋面位置的hco、ch组分浓度和热释放率，包括：
9.根据权利要求1所述的基于光纤传感的氢气掺烧回火检测方法，其特征在于，所述基于所述第三燃烧数据图像对当前燃烧设备的燃烧参数进行调整，包括：
10.一种基于光纤传感的氢气掺烧回火检测系统，用于实现如权利要求1-9任一项所述的基于光纤传感的氢气掺烧回火检测方法，其特征在于，包括：
