[發明專利]基于流場模擬的矩陣式煙氣流量計布點優化方法和裝置

在審

• 申請號: 202211517838.9
• 申請日: 2022-11-30
• 公開（公告）號: CN115859853A
• 公開（公告）日: 2023-03-28
• 發明（設計）人: 吳昊;任鑫;趙鵬程;朱俊杰;祝金濤
• 申請（專利權）人: 中國華能集團清潔能源技術研究院有限公司
• 主分類號: G06F30/28
• 分類號: G06F30/28;G06F113/08
• 代理公司: 北京清亦華知識產權代理事務所(普通合伙) 11201
• 代理人: 宋合成

本申請提出了一種基于流場模擬的矩陣式煙氣流量計布點優化方法，涉及煙氣流量計布點技術領域，其中，該方法包括：獲取實際煙道的設計參數，并根據設計參數利用模擬軟件對實際煙道進行CFD模擬，得到CFD模型；根據設計參數對煙道進行分類，根據不同的煙道類型設計不同的測點位置布點方案，得到多個斷面位置和多個測點位置；根據多個斷面位置和多個測點位置，通過枚舉法找到最佳的斷面位置和測點位置，得到最佳的多點矩陣式煙氣流量計布點方案。本申請利用流場模擬軟件對實際煙道進行建模，并以最小擬合測量誤差和最少測點數量為優化目標，得到實際煙道中多點矩陣式煙氣流量計的最佳測點位置。

技術領域

本申請涉及煙氣流量計布點技術領域，尤其涉及一種基于流場模擬的矩陣式煙氣流量計布點優化方法和裝置。

背景技術

煙氣流量計是火電廠煙氣排放監測系統的重要組成部分，其穩定性和準確性對于衡量火電廠煙氣排放量有至關重要的作用。火電廠煙氣排放監測系統包括煙氣取樣裝置、煙氣分析儀、煙氣流量計等。煙氣取樣裝置是從煙道中獲取煙氣樣品，輸送到煙氣分析儀分析NO_x、SO₂、CO₂等組分成分。煙氣流量計能實時測量煙道的流速，從而計算得到煙氣流量和各污染物組分的排放量。目前在燃煤電廠等高溫、含酸、含塵這種惡劣環境中應用的流量計主要有3種類型：皮托管流量計、熱式流量計及矩陣式流量計。由于矩陣式流量計包含多個測壓點，穩定性和準確性均優于其他類型流量計。矩陣式流量計基于壓差法原理，將矩陣式流量計放在煙道內，當煙氣在煙道內流動時，迎風面氣流的動能轉換為壓力，稱為全壓；背風面氣流不受煙氣沖擊，成為靜壓，全壓與靜壓之間的壓差與煙氣流速有正比例關系。

在火電廠鍋爐煙道中，煙氣流場情況非常復雜，直管段相對較短，且煙道的橫截面積較大，負荷也極易多變，非常容易導致測量誤差，難以通過較低的設備成本高精度的監測煙氣流量。

發明內容

本申請旨在至少在一定程度上解決相關技術中的技術問題之一。

為此，本申請的第一個目的在于提出一種基于流場模擬的矩陣式煙氣流量計布點優化方法，解決了現有方法難以通過較低的設備成本高精度的監測煙氣流量的技術問題，利用流場模擬軟件對實際煙道進行建模，并以最小擬合測量誤差和最少測點數量為優化目標，得到實際煙道中多點矩陣式煙氣流量計的最佳測點位置，從而能夠通過較低的設備成本準確監測煙氣流量。

本申請的第二個目的在于提出一種基于流場模擬的矩陣式煙氣流量計布點優化裝置。

本申請的第三個目的在于提出一種非臨時性計算機可讀存儲介質。

為達上述目的，本申請第一方面實施例提出了一種基于流場模擬的矩陣式煙氣流量計布點優化方法，包括：獲取實際煙道的設計參數，并根據設計參數利用模擬軟件對實際煙道進行CFD模擬，得到CFD模型；根據設計參數對煙道進行分類，根據不同的煙道類型設計不同的測點位置布點方案，得到多個斷面位置和多個測點位置；根據多個斷面位置和多個測點位置，通過枚舉法找到最佳的斷面位置和測點位置，得到最佳的多點矩陣式煙氣流量計布點方案。

可選地，在本申請的一個實施例中，根據設計參數對煙道進行分類，根據不同的煙道類型設計不同的測點位置布點方案，得到多個斷面位置和多個測點位置，包括：

根據設計參數，得到煙道為圓形煙道；

根據圓形煙道的直徑和高，得到多個斷面位置；

在圓形煙道的斷面的中心位置安置一個測點，將圓形煙道的斷面劃分為a個等面積的同心圓，并在各個同心圓的等面積中心線上安置b個測點位置，其中，a是0到第一預設數量中的整數，b為2到第二預設數量中的整數；

其中，斷面位置表示為：

4D≤M≤H-2D

其中，D表示圓形煙道的直徑，H表示圓形煙道的高，M表示斷面位置到圓形煙道上游的距離；