锅炉燃烧状况影响着电站安全性和经济性，而目前常用火焰检测装置不能有效、可靠地进行火焰检测，火焰检测的有效性、可靠性以及燃烧状况可视性一直是生产现场迫切需要解决的问题。本文的主要目标是：根据煤粉燃烧特性和火焰图像特征，利用数字图像处理和计算机技术，设计一套火焰图像监测系统，对火焰进行有效、可靠地检测，同时监测锅炉燃烧过程，并提供一个可视化的研究平台，为今后研究提供基础。主要完成了下述研究和开发工作：1. 在借鉴国内外火焰检测技术和图像监测系统的基础上，根据现场要求及监测系统进行功能分析，完成了火焰图像监测系统的硬件设计。2. 根据火焰燃烧的图像特征，完成了火焰检测算法设计。算法具有自适性和故障诊断功能，解决了常规火焰检测装置的误报问题，提高了系统的可靠性。3. 利用色度学理论、辐射定理和火焰的辐射特性，并经过推导与分析，得到了相对精度较高的温度场计算公式，为运行人员提供了燃烧相对温度场图像。在此基础上进行了燃烧诊断的初步研究。4. 完成了火焰监控系统的软件设计和算法的编程实现，实现了火焰图像的实时显示，提供火焰燃烧强度、温度场、直方图、历史曲线及灰度曲线等重要的火焰燃烧信息，准确的发出了灭火报警及传感器故障信号。5. 系统具有事故追忆功能，能够实时记录火焰的燃烧情况和事故发生时间，以供分析查看。系统软件采用面向对象程序设计方法，界面友好，操作简便，具有高度开放性。系统在河南某电厂200MW机组经过多次工业性试验，取得了较好的效果。