基于数字孪生的锅炉精细化配风方法和锅炉系统.pdf

(19)国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN115095884A(43)申请公布日2022.09.23(21)申请号202210703489.3(22)申请日2022.06.21(71)申请人烟台龙源电力技术股份有限公司地址264006山东省烟台市经济技术开发区白云山路2号(72)发明人李新颖张超群辛道义李娜李驰刘欣魏佳付静林伟杰于福超包伦崔子健(74)专利代理机构中国贸促会专利商标事务所有限公司11038专利代理师张鹏(51)Int.Cl.F23N3/00(2006.01)F23N3/06(2006.01)F23N5/00(2006.01)权利要求书2页说明书12页附图3页(54)发明名称基于数字孪生的锅炉精细化配风方法和锅炉系统(57)摘要本发明公开一种基于数字孪生的锅炉精细化配风方法和锅炉系统，配风方法包括：对实体锅炉系统的配风系统中的各二次风喷口对应的各二次风挡板进行三维建模和仿真；将各二次风挡板的一维热流体模型嵌入至该配风系统的一维热流体模型中以形成配风系统的数字孪生模型；确定各二次风喷口的目标二次风量；对数字孪生模型中各二次风挡板的开度进行PID控制调节，以使数字孪生模型中的各二次风喷口输出的二次风量匹配目标二次风量；在数字孪生模型中的各二次风喷口输出的二次风量匹配目标二次风量后，向DCS分布式控制系统中输出各二次风喷口的开度调节结果，根据调节结果来调节实体锅炉系统的配风系统中的各二次风喷口的各二次风挡板的开度。CN115095884ACN115095884A权利要求书1/2页1.一种基于数字孪生的锅炉精细化配风方法，其特征在于，包括：对实体锅炉系统的配风系统中的各二次风喷口对应的各二次风挡板进行三维建模和仿真，以得到各二次风挡板的阻力系数与开度的关系特性的仿真结果；基于一维热流体平台构建配风系统的一维热流体模型，根据上述仿真结果建立各二次风挡板的一维热流体模型，且将所述各二次风挡板的一维热流体模型嵌入至该配风系统的一维热流体模型中以形成配风系统的数字孪生模型；选择一种燃烧配风机理模型，且结合通过实体锅炉系统的DCS分布式控制系统读取实体锅炉系统的运行参数作为所述燃烧配风机理模型的边界条件来确定各二次风喷口的目标二次风量；根据确定的各二次风喷口的目标二次风量，结合各二次风挡板的阻力系数与开度的关系特性以及通过所述DCS分布式控制系统读取的实体锅炉系统的运行参数，对数字孪生模型中各二次风挡板的开度进行PID控制调节，以使所述数字孪生模型中的各二次风喷口输出的二次风量匹配目标二次风量；在所述数字孪生模型中的各二次风喷口输出的二次风量匹配目标二次风量后，向所述DCS分布式控制系统中输出各二次风喷口的开度调节结果，根据所述调节结果来调节实体锅炉系统的配风系统中的各二次风喷口的各二次风挡板的开度。2.如权利要求1所述的基于数字孪生的锅炉精细化配风方法，所述配风系统包括送风机、空气预热器、风箱、多个二次风喷口、位于所述风机和所述空气预热器之间的第一管道、位于所述空气预热器和所述风箱之间的第二管道和位于所述风箱和所述多个二次风喷口之间的第三管道，其特征在于，在形成所述配风系统的数字孪生模型后，对所述数字孪生模型进行冷态试验和/或热态试验以对所述配风系统的所述第一管道、所述第二管道和所述第三管道的阻力特性进行修正，其中，在进行冷态试验和/或热态试验过程中对所述数字孪生模型的各二次风挡板的开度均调至最大开度。3.如权利要求1所述的基于数字孪生的锅炉精细化配风方法，其特征在于，根据所述调节结果来调节实体锅炉系统的配风系统中的各二次风喷口的各二次风挡板的开度后，对实体锅炉系统的省煤器的出口烟气的含氧量进行监测，根据监测结果对所述选择的燃烧配风机理模型中的主燃区的过量空气系数进行修正。4.如权利要求3所述的基于数字孪生的锅炉精细化配风方法，其特征在于，所述燃烧配风机理模型中的主燃区的过量空气系数控制在0.7～0.92。5.如权利要求1所述的基于数字孪生的锅炉精细化配风方法，所述实体锅炉系统采用墙式对冲燃烧锅炉，所述配风系统包括设于各旋流燃烧器入口前侧的用于调节对应的旋流燃烧器的进风量的各风量调节挡板，其特征在于，形成配风系统的数字孪生模型前，对实体锅炉系统的配风系统中的各旋流燃烧器对应的各风量调节挡板进行三维建模和仿真，以得到各风量调节挡板的阻力系数与开度的关系特性的仿真结果，基于一维热流体平台构建配风系统的一维热流体模型，根据上述仿真结果建立各风量调节挡板的一维热流体模型，且将所述各二次风挡板的一维热流体模型嵌入至该配风系统的一维热流体模型中以形成配风系统的数字孪生模型；根据确定的所述各二次风喷口的目标二次风量，结合各二次风挡板的阻力系数与开度的关系特性以及通过所述DCS分布式控制系统读取的实体锅炉系统的运行参数，对