[發明專利]一種風道模型交互式系統、風道流量計算及均衡優化方法

在審

• 申請號: 202111366814.3
• 申請日: 2021-11-18
• 公開（公告）號: CN114282314A
• 公開（公告）日: 2022-04-05
• 發明（設計）人: 石建良;鐘文琪;牟超;黃國順;陳曦;周冠文;曹元昊
• 申請（專利權）人: 國能承德熱電有限公司;東南大學
• 主分類號: G06F30/17
• 分類號: G06F30/17;G06F30/28;G06F111/10;G06F113/08;G06F113/14;G06F119/14
• 代理公司: 北京德崇智捷知識產權代理有限公司 11467
• 代理人: 郝雅潔

本發明涉及一種風道模型交互式系統，包括用戶交互模塊、數據接入模塊、風道組件庫、風道編譯模塊、風道計算模塊和配風優化模塊。還涉及一種風道流量計算及均衡優化方法。風道編譯模塊根據用戶交互模塊輸入對象鍋爐的風道結構數據調取風道組件庫中相應部件的三維模型和阻力特征，構建風道整體三維模型，同時將阻力特征編譯成風道整體阻力計算模型，將數據接入模塊傳入的風機風量與風門擋板開度等關鍵運行數據轉化為邊界條件。風道計算模塊接受風道整體阻力計算模型結合邊界條件，計算當前工況下各配風口風量和風速數據。配風優化模塊以配風均衡性為目標給出各配風口擋板開度優化建議。本發明實現了不同工況下風道精確均衡配風，保證燃燒安全。

技術領域

本發明涉及鍋爐運行優化技術領域，尤其是一種風道模型交互式系統、風道流量計算及均衡優化方法。

背景技術

目前，燃煤火力發電廠燃用非設計煤種以降低運行成本已成為常態，再加上為適應電網調峰進行負荷調整，導致鍋爐偏離其最佳運行工況，變工況下的鍋爐燃燒配風調節成為一個重要問題。調整風門擋板開度，對鍋爐配風進行準確調節常常依靠運行人員的自身經驗，依靠運行人員自身經驗進行配風調節會出現配風不均的現象，從而導致燃燒器熱負荷不均勻使鍋爐燃燒出現偏燒，給鍋爐運行帶來燃燒安全問題。

在鍋爐實際運行中，二次風的風道較為復雜，空氣從送風機送入空氣預熱器中加熱后送入各二次風道和燃盡風道，再通過各個風門送至噴口，改變某一個或某一層的風門擋板開度時，整體各風門出口的風速風量都會發生改變。另外二次風的充分發展段短，常常存在風速風量在截面上分布不均的問題，對二次風燃盡風的測量存在難度大，精度低的問題，缺少有效精確測量一二次風量風速的方法。在實際運行中一二次風風門擋板開度并不能夠和風口的風速風量一一對應，當風速風量與預期調節結果不一致不均衡時，不同燃燒器熱負荷不一致導致燃燒無法在設計情況下進行，容易出現偏燒，結渣等問題，給鍋爐燃燒運行造成安全隱患。

因此，為了現場運行人員快速有效的獲取鍋爐風道模型，快速得到變工況下的鍋爐配風情況，針對工況對配風進行及時有效的調節，開發一種能夠快速獲取燃煤鍋爐風道模型和快速計算鍋爐配風的方法與系統是十分必要的。

發明內容

針對燃煤火力發電廠運行過程中依靠人工經驗無法及時實現不同工況下風道精確均衡配風的問題，提供了一種風道模型交互式系統、風道流量計算及均衡優化方法。

本發明采用的技術方案如下：

一種風道模型交互式系統，包括用戶交互模塊、數據接入模塊、風道組件庫、風道編譯模塊、風道計算模塊和配風優化模塊；

所述數據接入模塊，用于接入電廠DCS系統數據，并提取DCS系統數據中關鍵運行數據傳輸給所述風道編譯模塊；

所述用戶交互模塊，提供輸入和顯示功能，接收用戶輸入的結構數據，并傳輸給所述風道編譯模塊；

所述風道組件庫，用于儲存結構部件的三維模型和阻力特征；

所述風道編譯模塊，將接收到的所述關鍵運行數據轉化為邊界條件并傳輸給所述風道計算模塊；

所述風道編譯模塊，將所述風道結構數據作為依據，從所述風道組件庫中調取相應結構部件的三維模型和阻力特征，生成風道整體三維模型并傳輸給用戶交互模塊顯示給用戶，同時編譯生成風道整體阻力計算模型并傳輸給所述風道計算模塊；

所述風道計算模塊，根據接收的所述風道整體阻力計算模型以及所述邊界條件，采用風道流量計算方法計算當前工況下各配風口風量和風速數據并分別傳輸給用戶交互模塊和所述配風優化模塊；

所述配風優化模塊，接收由用戶交互模塊輸入的優化目標，并根據所述當前工況下各配風口風量和風速數據，采用風道流量均衡優化方法，對各配風口擋板開度進行優化，并將優化后的各配風口風門擋板開度數據分別傳輸給用戶交互模塊以及電廠DCS系統；