锅炉高温受热面管屏壁温偏差的预测方法、装置及设备.pdf

(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN112949226A(43)申请公布日2021.06.11(21)申请号202110321457.2(22)申请日2021.03.25(71)申请人南方电网电力科技股份有限公司地址510000广东省广州市越秀区西华路捶帽新街1-3号华业大厦附楼501-503室(72)发明人李德波(74)专利代理机构北京集佳知识产权代理有限公司11227代理人郭帅(51)Int.Cl.G06F30/28(2020.01)权利要求书3页说明书9页附图2页(54)发明名称锅炉高温受热面管屏壁温偏差的预测方法、装置及设备(57)摘要本发明涉及一种锅炉高温受热面管屏壁温偏差的预测方法、装置及设备，该方法包括：获取影响锅炉高温受热面管屏壁温偏差的因素数据；根据因素数据和锅炉结构，在CFD软件中建立三维的锅炉仿真模型，并在锅炉仿真模型中采用旋流动量矩公式计算锅炉炉膛出口的旋流强度和采用壁温偏差系数计算公式计算锅炉高温受热面管屏的壁温偏差系数；采用Matlab软件对旋流强度和壁温偏差系数进行二次拟合处理，得到预测模型。通过预测模型能够预测锅炉的高温受热面管屏壁温偏差，通过高温受热面管屏壁温偏差控制燃煤发电机组燃烧系统运行，解决了现有锅炉的高温受热面管屏在吸热偏差过大或者出现突发性扰动时，锅炉的管壁容易超温的问题。CN112949226ACN112949226A权利要求书1/3页1.一种锅炉高温受热面管屏壁温偏差的预测方法，应用在燃煤发电机组燃烧系统上，其特征在于，包括以下步骤：获取燃煤发电机组燃烧系统的运行数据，并从所述运行数据中选取影响锅炉高温受热面管屏壁温偏差的数据，记为因素数据；根据所述因素数据和锅炉结构，在CFD软件中建立三维的锅炉仿真模型，并在所述锅炉仿真模型中采用旋流动量矩公式计算锅炉炉膛出口的旋流强度；在所述锅炉仿真模型中采用壁温偏差系数计算公式计算，得到锅炉高温受热面管屏的壁温偏差系数；采用Matlab软件对所述旋流强度和所述壁温偏差系数进行二次拟合处理，得到锅炉高温受热面管屏壁温偏差的预测模型；将待预测锅炉的因素数据和旋流强度作为所述预测模型的输入，所述预测模型输出待预测锅炉的高温受热面管屏壁温偏差。2.根据权利要求1所述的锅炉高温受热面管屏壁温偏差的预测方法，其特征在于，所述锅炉炉膛出口的旋流强度P采用旋流动量矩表示，所述旋流动量矩公式为：式中，ρ为流过锅炉炉膛的烟气密度，ux为烟气在锅炉仿真模型中沿x轴方向的切线速度，uz为烟气在锅炉仿真模型中沿z轴方向的切线速度，Δx为锅炉炉膛测点在x轴方向上的距离，Δz为锅炉炉膛测点在z轴方向上的距离，ΔH为锅炉炉膛的单位长度，Lx为锅炉炉膛测点与锅炉炉膛中心之间在x轴方向上的间距，Lz为锅炉炉膛测点与锅炉炉膛中心之间在z轴方向上的间距，n1为在x轴方向上的测点数目，n2为在z轴方向上的测点数目。3.根据权利要求1所述的锅炉高温受热面管屏壁温偏差的预测方法，其特征在于，所述壁温偏差系数计算公式为：式中，Tave为锅炉高温受热面管屏N个温度计算点外壁温度的平均值，Tave为锅炉高温受热面管屏第i个温度计算点的外壁温度，N为温度计算点的数目，MT为锅炉高温受热面管屏的壁温偏差系数。4.根据权利要求3所述的锅炉高温受热面管屏壁温偏差的预测方法，其特征在于，在所述锅炉仿真模型中采用壁温偏差系数计算公式计算之前还包括：采用外壁温度计算公式计算锅炉高温受热面管屏的外壁温度，所述外壁温度计算公式为：式中，tf为温度计算点在锅炉炉膛内工质的温度，Jn为锅炉炉膛内管道内壁热量均流系数，β为锅炉炉膛内管道外径与内径的比值，qw为锅炉炉膛温度计算点处外壁热流密度，α2为锅炉炉膛温度计算点处管道内壁与工质的换热系数，为锅炉炉膛管道沿厚度方向上的平均热量均流系数，δ为锅炉炉膛管道壁的厚度，λ为锅炉炉膛管道壁金属导热系数，T为锅炉2CN112949226A权利要求书2/3页高温受热面管屏温度计算点处的外壁温度。5.根据权利要求3所述的锅炉高温受热面管屏壁温偏差的预测方法，其特征在于，在所述锅炉仿真模型中采用壁温偏差系数计算公式计算之前还包括：获取锅炉炉膛管道的温度计算点。6.一种锅炉高温受热面管屏壁温偏差的预测装置，应用在燃煤发电机组燃烧系统上，其特征在于，包括数据获取模块、第一计算模块、第二计算模块、预测模型模块和输出模块；所述数据获取模块，用于获取燃煤发电机组燃烧系统的运行数据，并从所述运行数据中选取影响锅炉高温受热面管屏壁温偏差的数据，记为因素数据；所述第一计算模块，用于根据所述因素数据和锅炉结构，在CFD软件中建立三维的锅炉仿真模型，并在所述锅炉仿真模型中采用旋流动量矩公式计算锅炉炉膛出口的旋流强度；所述第二计算模块，用于在所述锅炉仿真模型中