一种基于数值模拟的锅炉结渣预测方法及相关装置制造方法及图纸

本发明专利技术公开了一种基于数值模拟的锅炉结渣预测方法，包括将预设的结渣模型与锅炉燃烧数值仿真数据库对应的燃烧模型相互耦合，得到耦合模型；基于耦合模型以及锅炉燃烧数值仿真数据库中的数据计算初始结渣情况；基于初始结渣情况以及预设的结渣生长模型计算结渣生长情况；结渣生长模型用于修正当前煤粉颗粒附着锅炉受热面的附着概率；在通过结渣模型基于燃烧模型的限制条件得到初始结渣情况之后，会进一步基于结渣生长模型来修正当前煤粉颗粒附着锅炉受热面的附着概率并进行迭代，以保证模拟的结渣生长情况更符合实际情况。本发明专利技术还提供了一种装置、设备以及存储介质，同样具有上述有益效果。

【技术实现步骤摘要】
一种基于数值模拟的锅炉结渣预测方法及相关装置
本专利技术涉及锅炉
，特别是涉及一种基于数值模拟的锅炉结渣预测方法、一种基于数值模拟的锅炉结渣预测装置、一种基于数值模拟的锅炉结渣预测设备以及一种计算机可读存储介质。
技术介绍
锅炉受热面上都存在或多或少的结渣积灰现象，在锅炉受热面设计时一般都会考虑正常的结渣和积灰对锅炉运行的影响。国情决定了我国电站锅炉大多以燃煤为主，而现在使用动力煤的煤质一般偏差，灰和硫的含量均较高，易在受热面沉积。据统计，我国大型燃煤机组所使用的煤中有50％左右属于易结渣煤，而且近年来，一些电力生产企业通过改烧一些品位较低，一般灰分高且灰熔点低，且价格也较低的煤来达到节约发电成本，追求更大的经济效益的目的，这使得锅炉燃用煤质偏离了原本的设计值，无疑加剧了受热面的结渣积灰情况，对锅炉的经济和安全运行造成了不利影响。对流受热面的结渣积灰对燃煤机组的经济和安全运行有很多不利影响，主要体现在以下几个方面：一、首先是对传热的影响。由于沉积物的导热系数远远小于管壁导热系数，蒸汽换热系数等，它产生的热阻在总热阻中占主导地位，所以积灰如果不能及时清除，将会大大影响锅炉的传热效率，继而导致锅炉排烟温度升高，锅炉效率下降。二、结渣和积灰不肯避免地会造成受热面金属的腐蚀和磨损。煤中的硫、氯和碱金属等元素会使受热面表面发生积灰和腐蚀。碱金属化合物会在高温下升华，之后在温度较低的管壁上冷凝，从而形成一些组成较为复杂的低熔点复合物，它们常以液相状态存在，被称为熔池。熔池内的碱金属硫酸盐与管壁金属发生复杂的化学反应，形成硫酸盐高温腐蚀，这会导致管壁金属迅速变薄，影响管子的使用寿命。三、严重积灰结渣甚至还会造成重大的运行事故，轻则设备损坏，影响生产，重则人员伤亡，危机安全。积灰过多，没有有效清除，会使烟道内堵灰，通风阻力增加，锅炉出力降低。而管壁高温腐蚀会造成的管壁局部温度过高以及磨损都可能引起爆管事故，危害安全生产。目前针对锅炉结渣情况的预测方法的精确度较低，所以如何提供一种精确度较高的预测方法是本领域技术人员急需解决的问题。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供一种基于数值模拟的锅炉结渣预测方法，具有较高的精确度；本专利技术的另一目的在于提供一种基于数值模拟的锅炉结渣预测装置、一种基于数值模拟的锅炉结渣预测设备以及一种计算机可读存储介质，具有较高的精确度。为解决上述技术问题，本专利技术提供一种基于数值模拟的锅炉结渣预测方法，包括：调用锅炉燃烧数值仿真数据库；将预设的结渣模型与所述锅炉燃烧数值仿真数据库对应的燃烧模型相互耦合，得到耦合模型；基于所述耦合模型以及所述锅炉燃烧数值仿真数据库中的数据计算初始结渣情况；基于所述初始结渣情况以及预设的结渣生长模型计算结渣生长情况；所述结渣生长模型为所述结渣模型的迭代模型，所述结渣生长模型用于修正当前煤粉颗粒附着锅炉受热面的附着概率；当所述结渣生长情况表明锅炉受热面结渣稳定时，将结渣稳定时锅炉受热面情况作为燃烧模拟边界条件计算锅炉受热面的相关参数。可选的，所述结渣模型用于计算当前煤粉颗粒附着锅炉受热面的附着概率；所述基于所述初始结渣情况以及预设的结渣生长模型计算结渣生长情况包括：通过结渣生长模型基于当前结渣情况对当前煤粉颗粒附着锅炉受热面的附着概率进行修正；依据修正后的附着概率计算当前结渣情况，并循环执行所述通过结渣生长模型基于当前结渣情况对当前煤粉颗粒附着锅炉受热面的附着概率进行修正，至所述依据修正后的附着概率计算当前结渣情况的步骤，直至所述锅炉受热面结渣稳定。可选的，所述当前煤粉颗粒附着锅炉受热面的附着概率为煤灰附着概率、入射角度影响系数和入射速度影响系数的乘积。可选的，所述通过结渣生长模型基于当前结渣情况对当前煤粉颗粒附着锅炉受热面的附着概率进行修正包括：根据锅炉受热面当前的结渣情况对所述锅炉受热面的壁面条件以及煤灰温度进行修正；根据修正后的所述壁面条件以及所述煤灰温度确定修正后的附着概率。可选的，所述锅炉受热面的相关参数包括一下任意一项或任意组合：锅炉受热面的换热情况、锅炉内的速度场、锅炉内的温度场、锅炉内的颗粒浓度分布场、锅炉内的气体物质浓度分布场。可选的，所述锅炉燃烧数值仿真数据库为CFD仿真数据库。本专利技术还提供了一种基于数值模拟的锅炉结渣预测装置，包括：调用模块：用于调用锅炉燃烧数值仿真数据库；耦合模块：用于将预设的结渣模型与所述锅炉燃烧数值仿真数据库对应的燃烧模型相互耦合，得到耦合模型；初始结渣模块：用于基于所述耦合模型以及所述锅炉燃烧数值仿真数据库中的数据计算初始结渣情况；结渣生长模块：用于基于所述初始结渣情况以及预设的结渣生长模型计算结渣生长情况；所述结渣生长模型为所述结渣模型的迭代模型，所述结渣生长模型用于修正当前煤粉颗粒附着锅炉受热面的附着概率；稳定模块：用于当所述结渣生长情况表明锅炉受热面结渣稳定时，将结渣稳定时锅炉受热面情况作为燃烧模拟边界条件计算锅炉受热面的相关参数。可选的，所述结渣模型用于计算当前煤粉颗粒附着锅炉受热面的附着概率；所述结渣生长模块包括：修正单元：用于通过结渣生长模型基于当前结渣情况对当前煤粉颗粒附着锅炉受热面的附着概率进行修正；迭代单元：用于依据修正后的附着概率计算当前结渣情况，并循环执行所述通过结渣生长模型基于当前结渣情况对当前煤粉颗粒附着锅炉受热面的附着概率进行修正，至所述依据修正后的附着概率计算当前结渣情况的步骤，直至所述锅炉受热面结渣稳定。本专利技术还提供了一种基于数值模拟的锅炉结渣预测设备，所述设备包括：存储器：用于存储计算机程序；处理器：用于执行所述计算机程序时实现如上述任一项所述基于数值模拟的锅炉结渣预测方法的步骤。本专利技术还提供了一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质上存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时实现如上述任一项所述基于数值模拟的锅炉结渣预测方法的步骤。本专利技术所提供的一种基于数值模拟的锅炉结渣预测方法，包括调用锅炉燃烧数值仿真数据库；将预设的结渣模型与锅炉燃烧数值仿真数据库对应的燃烧模型相互耦合，得到耦合模型；基于耦合模型以及锅炉燃烧数值仿真数据库中的数据计算初始结渣情况；基于初始结渣情况以及预设的结渣生长模型计算结渣生长情况；结渣生长模型为结+渣模型的迭代模型，结渣生长模型用于修正当前煤粉颗粒附着锅炉受热面的附着概率；当结渣生长情况表明锅炉受热面结渣稳定时，将结渣稳定时锅炉受热面情况作为燃烧模拟边界条件计算锅炉受热面的相关参数。在通过结渣模型基于燃烧模型的限制条件得到初始结渣情况之后，会进一步基于结渣模型的迭代模型，即结渣生长模型来修正当前煤粉颗粒附着锅炉受热面的附着概率并进行迭代，以保证模拟的结渣生长情况更符合实际情况，从而保证最终计算得到的相关参数更加精确，更符合实际情况。本专利技术还提供了一种基于数值模拟的锅炉结渣预测装置、一种基于数值模拟的锅本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种基于数值模拟的锅炉结渣预测方法，其特征在于，包括：/n调用锅炉燃烧数值仿真数据库；/n将预设的结渣模型与所述锅炉燃烧数值仿真数据库对应的燃烧模型相互耦合，得到耦合模型；/n基于所述耦合模型以及所述锅炉燃烧数值仿真数据库中的数据计算初始结渣情况；/n基于所述初始结渣情况以及预设的结渣生长模型计算结渣生长情况；所述结渣生长模型为所述结渣模型的迭代模型，所述结渣生长模型用于修正当前煤粉颗粒附着锅炉受热面的附着概率；/n当所述结渣生长情况表明锅炉受热面结渣稳定时，将结渣稳定时锅炉受热面情况作为燃烧模拟边界条件计算锅炉受热面的相关参数。/n

【技术特征摘要】
1.一种基于数值模拟的锅炉结渣预测方法，其特征在于，包括：
调用锅炉燃烧数值仿真数据库；
将预设的结渣模型与所述锅炉燃烧数值仿真数据库对应的燃烧模型相互耦合，得到耦合模型；
基于所述耦合模型以及所述锅炉燃烧数值仿真数据库中的数据计算初始结渣情况；
基于所述初始结渣情况以及预设的结渣生长模型计算结渣生长情况；所述结渣生长模型为所述结渣模型的迭代模型，所述结渣生长模型用于修正当前煤粉颗粒附着锅炉受热面的附着概率；
当所述结渣生长情况表明锅炉受热面结渣稳定时，将结渣稳定时锅炉受热面情况作为燃烧模拟边界条件计算锅炉受热面的相关参数。


2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述结渣模型用于计算当前煤粉颗粒附着锅炉受热面的附着概率；
所述基于所述初始结渣情况以及预设的结渣生长模型计算结渣生长情况包括：
通过结渣生长模型基于当前结渣情况对当前煤粉颗粒附着锅炉受热面的附着概率进行修正；
依据修正后的附着概率计算当前结渣情况，并循环执行所述通过结渣生长模型基于当前结渣情况对当前煤粉颗粒附着锅炉受热面的附着概率进行修正，至所述依据修正后的附着概率计算当前结渣情况的步骤，直至所述锅炉受热面结渣稳定。


3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述当前煤粉颗粒附着锅炉受热面的附着概率为煤灰附着概率、入射角度影响系数和入射速度影响系数的乘积。


4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述通过结渣生长模型基于当前结渣情况对当前煤粉颗粒附着锅炉受热面的附着概率进行修正包括：
根据锅炉受热面当前的结渣情况对所述锅炉受热面的壁面条件以及煤灰温度进行修正；
根据修正后的所述壁面条件以及所述煤灰温度确定修正后的附着概率。


5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述锅炉受热面的相关参数包括一下任意一项或任意组合：
锅炉受热面的换热情况、锅炉内的速度场、锅炉内的温度场、锅炉内的颗粒浓度...

【专利技术属性】
技术研发人员：宋子阳，李源，杜学森，毛睿，任利明，郭隆真，
申请(专利权)人：润电能源科学技术有限公司，
类型：发明
国别省市：河南;41