大型电站锅炉内煤粉的燃烧是一个发生在大空间范围、不断脉动的、具有明显三维特征的物理化学过程,因此燃烧工况的监测对于锅炉安全、经济、洁净运行具有重要的意义。而锅炉燃烧烟气速度场的测量则是燃烧领域一个复杂但很重要的问题,一旦掌握了炉内流场状况,也就为燃烧的优化控制,合理组织生产提供了依据。声波检测技术是可以用来测量燃煤电站大容量锅炉中烟气流动工况的几种方法之一。由于声波信号穿过炉膛所需的时间受到烟气流速的影响,根据测得的各路径时间值,利用速度场重建算法即可重建出炉膛燃烧烟气速度场。本文首先简要介绍了国内外大型锅炉燃烧诊断与控制研究工作的状况,列举了目前炉内燃烧烟气速度测量的常用方法,指出应用于重建炉膛燃烧烟气速度场的声波检测技术具有相当的实际应用前景和意义。详细介绍了声波法重建断面速度场的理论知识和基本原理。由于信号处理在声波检测技术中至关重要,我们对其做了具体的分析、探讨后,提出使用Parks-McClellan算法设计FIR滤波器和小波框架理论相结合的信号处理方法是有效的。在一台负压式冷态模型炉上进行了实验,通过信号采集、处理、重建后的断面速度场结果与由风速计测得的实际速度场相比较,可以看出重建结果能反映炉膛断面速度场的分布水平,与炉膛内实际流动分布基本吻合。最后,对本文工作进行总结,指出声波法重建炉膛燃烧烟气速度场作为一种新的炉内测速技术,对提高速度场测量的精度有重要的意义,是炉内流场可视化的基础。同时声波检测技术对也可作为一种监测手段,便于机组运行人员更好地进行燃烧调整和事故分析,从而提高机组的安全性和经济性。