[發(fā)明專利]一種基于數(shù)值模擬的鍋爐結(jié)渣預(yù)測(cè)方法及相關(guān)裝置

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• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202110012774.6
• 申請(qǐng)日: 2021-01-06
• 公開（公告）號(hào): CN112784405A
• 公開（公告）日: 2021-05-11
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 宋子陽(yáng);李源;杜學(xué)森;毛睿;任利明;郭隆真
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 潤(rùn)電能源科學(xué)技術(shù)有限公司
• 主分類號(hào): G06F30/20
• 分類號(hào): G06F30/20;G06F30/28;G06F111/10
• 代理公司: 北京集佳知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11227
• 代理人: 王云曉

本發(fā)明公開了一種基于數(shù)值模擬的鍋爐結(jié)渣預(yù)測(cè)方法，包括將預(yù)設(shè)的結(jié)渣模型與鍋爐燃燒數(shù)值仿真數(shù)據(jù)庫(kù)對(duì)應(yīng)的燃燒模型相互耦合，得到耦合模型；基于耦合模型以及鍋爐燃燒數(shù)值仿真數(shù)據(jù)庫(kù)中的數(shù)據(jù)計(jì)算初始結(jié)渣情況；基于初始結(jié)渣情況以及預(yù)設(shè)的結(jié)渣生長(zhǎng)模型計(jì)算結(jié)渣生長(zhǎng)情況；結(jié)渣生長(zhǎng)模型用于修正當(dāng)前煤粉顆粒附著鍋爐受熱面的附著概率；在通過結(jié)渣模型基于燃燒模型的限制條件得到初始結(jié)渣情況之后，會(huì)進(jìn)一步基于結(jié)渣生長(zhǎng)模型來(lái)修正當(dāng)前煤粉顆粒附著鍋爐受熱面的附著概率并進(jìn)行迭代，以保證模擬的結(jié)渣生長(zhǎng)情況更符合實(shí)際情況。本發(fā)明還提供了一種裝置、設(shè)備以及存儲(chǔ)介質(zhì)，同樣具有上述有益效果。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及鍋爐技術(shù)領(lǐng)域，特別是涉及一種基于數(shù)值模擬的鍋爐結(jié)渣預(yù)測(cè)方法、一種基于數(shù)值模擬的鍋爐結(jié)渣預(yù)測(cè)裝置、一種基于數(shù)值模擬的鍋爐結(jié)渣預(yù)測(cè)設(shè)備以及一種計(jì)算機(jī)可讀存儲(chǔ)介質(zhì)。

背景技術(shù)

鍋爐受熱面上都存在或多或少的結(jié)渣積灰現(xiàn)象，在鍋爐受熱面設(shè)計(jì)時(shí)一般都會(huì)考慮正常的結(jié)渣和積灰對(duì)鍋爐運(yùn)行的影響。國(guó)情決定了我國(guó)電站鍋爐大多以燃煤為主，而現(xiàn)在使用動(dòng)力煤的煤質(zhì)一般偏差，灰和硫的含量均較高，易在受熱面沉積。據(jù)統(tǒng)計(jì)，我國(guó)大型燃煤機(jī)組所使用的煤中有50％左右屬于易結(jié)渣煤，而且近年來(lái)，一些電力生產(chǎn)企業(yè)通過改燒一些品位較低，一般灰分高且灰熔點(diǎn)低，且價(jià)格也較低的煤來(lái)達(dá)到節(jié)約發(fā)電成本，追求更大的經(jīng)濟(jì)效益的目的，這使得鍋爐燃用煤質(zhì)偏離了原本的設(shè)計(jì)值，無(wú)疑加劇了受熱面的結(jié)渣積灰情況，對(duì)鍋爐的經(jīng)濟(jì)和安全運(yùn)行造成了不利影響。

對(duì)流受熱面的結(jié)渣積灰對(duì)燃煤機(jī)組的經(jīng)濟(jì)和安全運(yùn)行有很多不利影響，主要體現(xiàn)在以下幾個(gè)方面：一、首先是對(duì)傳熱的影響。由于沉積物的導(dǎo)熱系數(shù)遠(yuǎn)遠(yuǎn)小于管壁導(dǎo)熱系數(shù)，蒸汽換熱系數(shù)等，它產(chǎn)生的熱阻在總熱阻中占主導(dǎo)地位，所以積灰如果不能及時(shí)清除，將會(huì)大大影響鍋爐的傳熱效率，繼而導(dǎo)致鍋爐排煙溫度升高，鍋爐效率下降。二、結(jié)渣和積灰不肯避免地會(huì)造成受熱面金屬的腐蝕和磨損。煤中的硫、氯和堿金屬等元素會(huì)使受熱面表面發(fā)生積灰和腐蝕。堿金屬化合物會(huì)在高溫下升華，之后在溫度較低的管壁上冷凝，從而形成一些組成較為復(fù)雜的低熔點(diǎn)復(fù)合物，它們常以液相狀態(tài)存在，被稱為熔池。熔池內(nèi)的堿金屬硫酸鹽與管壁金屬發(fā)生復(fù)雜的化學(xué)反應(yīng)，形成硫酸鹽高溫腐蝕，這會(huì)導(dǎo)致管壁金屬迅速變薄，影響管子的使用壽命。三、嚴(yán)重積灰結(jié)渣甚至還會(huì)造成重大的運(yùn)行事故，輕則設(shè)備損壞，影響生產(chǎn)，重則人員傷亡，危機(jī)安全。積灰過多，沒有有效清除，會(huì)使煙道內(nèi)堵灰，通風(fēng)阻力增加，鍋爐出力降低。而管壁高溫腐蝕會(huì)造成的管壁局部溫度過高以及磨損都可能引起爆管事故，危害安全生產(chǎn)。

目前針對(duì)鍋爐結(jié)渣情況的預(yù)測(cè)方法的精確度較低，所以如何提供一種精確度較高的預(yù)測(cè)方法是本領(lǐng)域技術(shù)人員急需解決的問題。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的是提供一種基于數(shù)值模擬的鍋爐結(jié)渣預(yù)測(cè)方法，具有較高的精確度；本發(fā)明的另一目的在于提供一種基于數(shù)值模擬的鍋爐結(jié)渣預(yù)測(cè)裝置、一種基于數(shù)值模擬的鍋爐結(jié)渣預(yù)測(cè)設(shè)備以及一種計(jì)算機(jī)可讀存儲(chǔ)介質(zhì)，具有較高的精確度。

為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明提供一種基于數(shù)值模擬的鍋爐結(jié)渣預(yù)測(cè)方法，包括：

調(diào)用鍋爐燃燒數(shù)值仿真數(shù)據(jù)庫(kù)；

將預(yù)設(shè)的結(jié)渣模型與所述鍋爐燃燒數(shù)值仿真數(shù)據(jù)庫(kù)對(duì)應(yīng)的燃燒模型相互耦合，得到耦合模型；

基于所述耦合模型以及所述鍋爐燃燒數(shù)值仿真數(shù)據(jù)庫(kù)中的數(shù)據(jù)計(jì)算初始結(jié)渣情況；

基于所述初始結(jié)渣情況以及預(yù)設(shè)的結(jié)渣生長(zhǎng)模型計(jì)算結(jié)渣生長(zhǎng)情況；所述結(jié)渣生長(zhǎng)模型為所述結(jié)渣模型的迭代模型，所述結(jié)渣生長(zhǎng)模型用于修正當(dāng)前煤粉顆粒附著鍋爐受熱面的附著概率；

當(dāng)所述結(jié)渣生長(zhǎng)情況表明鍋爐受熱面結(jié)渣穩(wěn)定時(shí)，將結(jié)渣穩(wěn)定時(shí)鍋爐受熱面情況作為燃燒模擬邊界條件計(jì)算鍋爐受熱面的相關(guān)參數(shù)。

可選的，所述結(jié)渣模型用于計(jì)算當(dāng)前煤粉顆粒附著鍋爐受熱面的附著概率；

所述基于所述初始結(jié)渣情況以及預(yù)設(shè)的結(jié)渣生長(zhǎng)模型計(jì)算結(jié)渣生長(zhǎng)情況包括：