【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及钢铁行业加热炉领域，尤其涉及一种氨氢零碳燃料加热炉模拟系统、方法及相关设备。
技术介绍
1、钢铁行业是我国国民经济的重要基础产业，也是实现绿色低碳发展的重要领域。目前钢铁企业碳排放量约占我国碳排总量的17％，故针对钢铁企业的碳排放进行控制是一项重要任务。其中采用氨氢零碳燃料对碳基煤气燃料进行替代，可从燃料侧实现降碳。该方法无需改变加热炉结构和加热工艺，便可以实现降低碳排放的目标。并且随着光伏制氢、制氨等成本逐年下降，管道运输便利，利用氨氢零碳燃料也变得可行，然而目前加热炉掺氨掺氢燃烧研究存在空白，掺烧比例以及炉内条件等仍需探索。
技术实现思路
1、鉴于上述问题，本专利技术提供一种氨氢零碳燃料加热炉模拟系统、方法及相关设备，主要目的在于解决现有方法难以更好的模拟预测氨氢零碳燃料炉内燃烧过程的问题。
2、为解决上述至少一种技术问题，第一方面，本专利技术提供了一种氨氢零碳燃料加热炉模拟系统，该系统包括：
3、设备层，所述设备层用于接收与发送氨氢零碳燃料加热炉的基础数据；
4、数据层，所述数据层用于接收、存储与分析所述设备层发送的氨氢零碳燃料加热炉的基础数据；
5、仿真层，所述仿真层用于构建并运行氨氢零碳燃料加热炉仿真模型；
6、展示层，所述展示层用于将所述氨氢零碳燃料加热炉实时仿真模型的运行结果展示给用户。
7、可选的，上述系统还包括：
8、接口层，所述接口层用于建立与所述设备层的连接；p>
9、数据网关层，所述数据网关层连接于接口层，包括信号转换单元、数据采集控制器单元和通讯接入终端单元，用于将所述接口层传输的氨氢零碳燃料加热炉的基础数据传输至网络传输层；
10、网络传输层，所述网络传输层连接于所述数据层，用于将所述氨氢零碳燃料加热炉的基础数据传输至所述数据层。
11、第二方面，本专利技术实施例还提供了一种氨氢零碳燃料加热炉模拟方法，包括：
12、实时获取所述氨氢零碳燃料加热炉的基础数据；
13、基于所述氨氢零碳燃料加热炉仿真模型运行所述基础数据以获取模拟结果；
14、将所述模拟结果显示于所述展示层。
15、可选的，上述方法还包括：
16、基于氨氢零碳燃料加热炉炉膛的设计信息、氨氢零碳燃料和煤气的燃气特性构建所述氨氢零碳燃料加热炉仿真模型，其中，所述氨氢零碳燃料加热炉仿真模型是基于全结构化六面体高质量网格和do辐射模型构建的cfd模型；
17、基于氨氢燃料氧化机理、氮转化骨架反应机理及edc模型优化所述氨氢零碳燃料加热炉仿真模型。
18、可选的，上述方法还包括：
19、基于所述氨氢零碳燃料加热炉的基础数据进行三维cfd模拟，以获取cfd仿真数据；
20、获取不同氨氢掺混比例下的混合煤气低碳燃料加热炉数值模拟结果；
21、基于所述cfd仿真数据及所述混合煤气低碳燃料加热炉数值模拟结果构建cfd仿真数据库。
22、可选的，上述方法还包括：
23、基于cfd仿真数据库构建训练集，采用深度学习ai模型以训练所述氨氢零碳燃料加热炉仿真模型；
24、基于交叉验证以及超参数调优确定所述氨氢零碳燃料加热炉仿真模型的最优模型。
25、可选的，上述方法还包括：
26、在所述模拟结果存在异常的情况下，通过前馈调节改变所述氨氢零碳燃料和煤气的流量以调节炉内燃烧环境。
27、第三方面，本专利技术实施例还提供了一种氨氢零碳燃料加热炉模拟装置，包括：
28、获取单元，用于实时获取所述氨氢零碳燃料加热炉的基础数据；
29、运行单元，用于基于所述氨氢零碳燃料加热炉仿真模型运行所述基础数据以获取模拟结果；
30、显示单元，用于将所述模拟结果显示于所述展示层。
31、为了实现上述目的，根据本专利技术的第四方面，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包括存储的程序，其中，在上述程序被处理器执行时实现上述的氨氢零碳燃料加热炉模拟方法的步骤。
32、为了实现上述目的，根据本专利技术的第五方面，提供了一种电子设备，包括至少一个处理器、以及与所述处理器连接的至少一个存储器；其中，上述处理器用于调用上述存储器中的程序指令，执行上述的氨氢零碳燃料加热炉模拟方法的步骤。
33、借由上述技术方案，本专利技术提供的氨氢零碳燃料加热炉模拟系统、方法及相关设备，对于现有方法难以更好的模拟预测氨氢零碳燃料炉内燃烧过程的问题，本专利技术构建设备层，所述设备层用于接收与发送氨氢零碳燃料加热炉的基础数据；数据层，所述数据层用于接收、存储与分析所述设备层发送的氨氢零碳燃料加热炉的基础数据；仿真层，所述仿真层用于构建并运行氨氢零碳燃料加热炉仿真模型；展示层，所述展示层用于将所述氨氢零碳燃料加热炉实时仿真模型的运行结果展示给用户。在上述方案中，通过生产层面不同控制层的集成与信息交互，综合应用人工智能、边缘计算、数据挖掘技术实现物理世界到虚拟世界的全方位同步映射的仿真过程。运用数字孪生技术，可以在不改变原有加热炉物理实体的情况下，“克隆”出与之高度相似的加热炉数字实体，在数字世界中可以看到加热炉物理实体的各种特性，通过数字孪生技术实现对加热炉系统的实时监测与前馈控制。与传统数值模拟相比，它可随加热炉物理实体的状态及运行工况变化而同步跟踪并实时演变，进而弥补采用氨氢零碳燃料炉内燃烧过程的不确定性的缺点，并能够根据孪生结果对加热炉进行实时调控，提高钢铁企业使用氨氢零碳燃料加热炉的燃烧效率，此外通过实时调控，实现对污染物，例如nox的排放控制。
34、相应地，本专利技术实施例提供的氨氢零碳燃料加热炉模拟装置、设备和计算机可读存储介质，也同样具有上述技术效果。
35、上述说明仅是本专利技术技术方案的概述，为了能够更清楚了解本专利技术的技术手段，而可依照说明书的内容予以实施，并且为了让本专利技术的上述和其它目的、特征和优点能够更明显易懂，以下特举本专利技术的具体实施方式。
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1.一种氨氢零碳燃料加热炉模拟系统，其特征在于，包括：
2.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，还包括：
3.一种氨氢零碳燃料加热炉模拟方法，用于权利要求1-2中任一项所述的氨氢零碳燃料加热炉模拟系统，其特征在于，包括：
4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，还包括：
5.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，还包括：
6.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，还包括：
7.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，还包括：
8.一种氨氢零碳燃料加热炉模拟装置，其特征在于，还包括：
9.一种计算机可读存储介质，其特征在于，所述计算机可读存储介质包括存储的程序，其中，在所述程序被处理器执行时实现如权利要求1至权利要求7中任一项所述的氨氢零碳燃料加热炉模拟方法的步骤。
10.一种电子设备，其特征在于，所述电子设备包括至少一个处理器、以及与所述处理器连接的至少一个存储器；其中，所述处理器用于调用所述存储器中的程序指令，执行如权利要求1至权利要求7中任一项所述的氨氢零碳燃料加热炉
...【技术特征摘要】
1.一种氨氢零碳燃料加热炉模拟系统，其特征在于，包括：
2.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，还包括：
3.一种氨氢零碳燃料加热炉模拟方法，用于权利要求1-2中任一项所述的氨氢零碳燃料加热炉模拟系统，其特征在于，包括：
4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，还包括：
5.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，还包括：
6.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，还包括：
7.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，还包括：
【专利技术属性】
技术研发人员：杨超，丁翠娇，陈长松，王威，李立军，
申请(专利权)人：武汉钢铁有限公司，
类型：发明
国别省市：
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