电站锅炉煤粉在变负荷下燃烧特性模拟方法及装置.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CN106500955A(43)申请公布日2017.03.15(21)申请号201610917400.8(22)申请日2016.10.20(71)申请人广东电网有限责任公司电力科学研究院地址510080广东省广州市越秀区东风东路水均岗8号(72)发明人李德波许凯钟俊冯永新周杰联曾庭华廖永进湛志钢刘亚明殷立宝余岳溪(74)专利代理机构北京集佳知识产权代理有限公司11227代理人杨炳财屈慧丽(51)Int.Cl.G01M9/08(2006.01)G01M99/00(2011.01)权利要求书2页说明书20页附图4页(54)发明名称电站锅炉煤粉在变负荷下燃烧特性模拟方法及装置(57)摘要本发明实施例公开了一种电站锅炉煤粉在变负荷下燃烧特性模拟方法及装置，解决了目前由于炉膛尺寸越来越大，制造全尺寸模型的试验台已不切实际，所导致的无法对炉内燃烧、流动、传热整体规律特性进行测量的技术问题。本发明方法包括：通过基本守恒方程、湍流流动模型、湍流气固两相流动模型、气相湍流燃烧模型、煤粉颗粒燃烧模型、辐射换热模型和NOX生成模型对网格划分后的预置锅炉燃烧器模型中的锅炉煤粉在变负荷条件下的燃烧过程进行模拟；根据在变负荷条件下模拟的结果确定锅炉燃烧器的煤粉燃尽率、飞灰含碳量、NOX排放量、下炉膛出口温度。CN106500955ACN106500955A权利要求书1/2页1.一种电站锅炉煤粉在变负荷下燃烧特性模拟方法，其特征在于，包括：对预置锅炉燃烧器模型进行分区网格划分；通过基本守恒方程、湍流流动模型、湍流气固两相流动模型、气相湍流燃烧模型、煤粉颗粒燃烧模型、辐射换热模型和NOX生成模型对网格划分后的所述预置锅炉燃烧器模型中的锅炉煤粉在变负荷条件下的燃烧过程进行模拟；根据在变负荷条件下模拟的结果确定所述锅炉燃烧器的煤粉燃尽率、飞灰含碳量、NOX排放量、下炉膛出口温度。2.根据权利要求1所述的电站锅炉煤粉在变负荷下燃烧特性模拟方法，其特征在于，对预置锅炉燃烧器模型进行分区网格划分之后还包括：对网格划分后的所述预置锅炉燃烧器模型进行简化，并获取到设置后的设计参数和工况条件。3.根据权利要求1所述的电站锅炉煤粉在变负荷下燃烧特性模拟方法，其特征在于，所述湍流流动模型为Realizablek-ε双方程模型；其中，k方程为ε方程为Gk表示由于平均速度梯度引起的湍流动能产生，Gb是用于浮力影响引起的湍流动能产生，YM表示可压速湍流脉动膨胀对总的耗散率的影响，σk、σε分别是湍流动能及其耗散率的湍流普朗特数。4.根据权利要求1所述的电站锅炉煤粉在变负荷下燃烧特性模拟方法，其特征在于，所述湍流气固两相流动模型为拉格朗日随机颗粒轨道模型。5.根据权利要求1所述的电站锅炉煤粉在变负荷下燃烧特性模拟方法，其特征在于，所述气相湍流燃烧模型为混合分数—概率密度函数(PDF)模型。6.根据权利要求1所述的电站锅炉煤粉在变负荷下燃烧特性模拟方法，其特征在于，所述煤粉颗粒燃烧模型的包括用于挥发份析出双方程模型、用于焦炭燃烧的扩散—动力控制燃烧模型。7.根据权利要求1所述的电站锅炉煤粉在变负荷下燃烧特性模拟方法，其特征在于，所述辐射换热模型为P-1辐射模型。8.根据权利要求1所述的电站锅炉煤粉在变负荷下燃烧特性模拟方法，其特征在于，所述NOX生成模型为PDF输运方程模型。9.一种电站锅炉煤粉在变负荷下燃烧特性模拟装置，其特征在于，包括：划分单元，用于对预置锅炉燃烧器模型进行分区网格划分；模拟单元，用于通过基本守恒方程、湍流流动模型、湍流气固两相流动模型、气相湍流燃烧模型、煤粉颗粒燃烧模型、辐射换热模型和NOX生成模型对网格划分后的所述预置锅炉燃烧器模型中的锅炉煤粉在变负荷条件下的燃烧过程进行模拟；2CN106500955A权利要求书2/2页确定单元，用于根据在变负荷条件下模拟的结果确定所述锅炉燃烧器的煤粉燃尽率、飞灰含碳量、NOX排放量、下炉膛出口温度。10.根据权利要求9所述的电站锅炉煤粉在变负荷下燃烧特性模拟装置，其特征在于，还包括：模型再处理单元，用于对网格划分后的所述预置锅炉燃烧器模型进行简化，并获取到设置后的设计参数和工况条件。3CN106500955A说明书1/20页电站锅炉煤粉在变负荷下燃烧特性模拟方法及装置技术领域[0001]本发明涉及电力技术领域，尤其涉及一种电站锅炉煤粉在变负荷下燃烧特性模拟方法及装置。背景技术[0002]电站锅炉煤粉燃烧是一个复杂的湍流流动、传热及燃烧的三维过程。由于过程的复杂性以及燃煤锅炉燃料的多变性，迄今为止，对锅炉的设计和运行缺乏成熟的理论和经验，往往需要冷态及热态试验来确定运行和设计参数，因为试验具有直观、可靠等优点，可以直接用来指导锅炉产品的设计生产和制造。但是目