针对煤粉燃烧辐射光谱问题, 利用光纤光谱仪对煤粉平面火焰炉实验装置煤粉燃烧火焰辐射光谱进行了测量, 详细分析了煤粉辐射光谱特征, 并基于普朗克辐射传热定律, 通过对光谱仪波长响应特性的标定, 得到火焰绝对辐射强度随波长的分布情况, 进而利用最小二乘法获得火焰温度与辐射率参数, 由此提出基于煤粉燃烧火焰辐射光谱测量的火焰参数测量方法。 利用该方法对不同燃烧条件下煤粉燃烧参数进行测量, 开展了不同燃烧参数下煤粉火焰辐射光谱实验研究, 研究结果表明: 煤粉燃烧火焰辐射在200～1 100 nm波段具有较强且连续的光谱特征, 基于普朗克辐射定律与最小二乘法可实现煤粉燃烧火焰温度与辐射率的测量; 煤粉燃烧火焰辐射光谱在590, 766, 769和779 nm附近可见明显的Na和K等碱金属痕量元素原子光谱发射谱线, 并且这些原子谱线的出现与火焰温度有关; 随着煤粉浓度的提高, 虽然燃烧温度变化不大, 但由于火焰辐射率的增加, 造成辐射光谱强度的大幅提升。 这对锅炉煤粉燃烧优化具有重要参考价值。

火焰温度是燃烧领域最重要的宏观物理量之一, 使用紫外可调谐激光吸收光谱技术, 以火焰中的OH自由基作为测量对象对甲烷/空气平面预混火焰进行了温度测量。 首先使用平面激光诱导荧光(PLIF)技术对甲烷/空气平面预混火焰不同燃烧工况条件下火焰中的OH基分布进行了测量, 选取火焰中OH基分布均匀工况进行了紫外吸收光谱温度测量。 通过LIFBASE仿真计算, 综合考虑温度测量灵敏度、 测量信噪比等因素, 选择OH基A-X(0, 0)吸收带中的P1(2)和Q1(8)两支谱线作为被测跃迁。 测量时使用Nd∶YAG激光器泵浦染料激光器, 经倍频后输出308～311 nm紫外可调谐激光。 通过染料激光器以0.4 pm为步长进行激光波长调谐, 分别扫描获得两条吸收谱线的吸收峰线型。 对实验数据进行voigt拟合后, 通过计算两条谱线的积分吸收值之比, 获得了平面预混火焰中的温度信息。 分别测量了燃烧器表面不同水平位置与燃烧器中心不同高度处的火焰温度。 测量结果与文献报道的采用同样结构燃烧器, 通过其他光谱技术获得的测量结果进行了横向对比。 在OH基浓度较高的火焰锋面区域测温结果吻合度较高, 验证了该技术测量结果的可信度。 由于其测量对象与双线OH-PLIF测温的一致性, 该技术未来可作为局部温度测量方法, 进一步应用于对双线PLIF等二维火焰温度空间分布测量结果的标定当中。