[发明专利]一种空预器积灰堵塞可视化监控方法及系统

权利要求书

1.一种空预器积灰堵塞可视化监控方法，其特征在于，包括：

采用近似处理方法，将空预器转化为三维空间结构；

根据所述三维空间结构建立三维几何模型；

获取空预器的边界条件以及积灰粒径分布；所述边界条件包括温度以及压力；

根据所述三维空间结构、所述边界条件以及所述积灰粒径分布建立空预器积灰分布模型；所述空预器积灰分布模型具体包括：标准k-ε湍流模型、两相流颗粒相随机轨道模型、相间传热模型、粒径分布函数分布模型、曳力模型、热泳力模型、粘弹性模型以及接触力学模型；

根据公式建立标准k-ε湍流模型；其中，ρ为密度；t为时间；X_j为坐标；μ为粘性系数；k为湍动能；ε为湍流耗散率；φ_k为壁面动能项；μ_τ为涡粘性；τ_tij为流体压强；S_ij为平均速度应变率张量；

采用蒙特卡洛模拟方法，采用取样颗粒代替真实颗粒进行模拟，建立两相流颗粒相随机轨道模型；

根据公式Q_sg＝h_sg(T_s-T_g)建立相间传热模型；其中，h_sg为相间传热系数；T_s为固相温度；T_g为气相温度；

根据公式建立粒径分布函数分布模型；其中，F(d)为分布函数；d为粒径；d_s0为粉尘累计重量分布F＝0.5处粒径尺寸大小，即中粒径；n为分布指数；

根据公式建立曳力模型；其中，F_D为曳力模型；C_D为曳力系数；R_e为雷诺数；ρ_p为近壁面第一个内节点处的烟气密度；d_p为近壁面第一个内节点处的烟气颗粒粒径；

根据公式建立热泳力模型；其中，F_th为热泳力模型；C_s为热滑移系数；λ_g为流体导热系数、λ_p为颗粒导热系数；C_t为温度阶跃系数；C_m为动量滑移系数；m_p为颗粒质量；Kn＝Knudsen数＝2λ/d_p，λ为气体平均分子自由程；T为当地流体温度，μ为气体动力粘度；

根据公式建立粘弹性模型；其中，θ为应力；ξ为应变；ζ为材料粘性系数；

根据公式公式以及公式建立接触力学模型；其中，x是偏离平衡位置的位移；m是振子质量；χ为弹簧阻尼系数；Ψ为弹性系数；为颗粒所受法向力；k_n为法向弹簧刚度系数；η_n为法向阻尼系数；为球i在法向上的变形；为球i与壁面接触点法向上的相对速度分量；切向力；k_t为切向弹簧刚度系数；η_t为切向阻尼系数；

根据所述三维几何模型以及所述空预器积灰分布模型确定不同工况下所述空预器积灰分布的动态数据库；所述工况为电厂运行时不同负荷比例的负荷工况，所述动态数据库包括氨气分布数据、积灰强度以及积灰厚度；

获取所述空预器的实际运行工况；

根据所述实际运行工况调用所述动态数据库中的所述氨气分布数据、所述积灰强度以及所述积灰厚度，并导入数据可视化单元，模拟所述空预器的积灰情况；

根据所述积灰情况实时对所述空预器进行可视化监控。

2.根据权利要求1所述的可视化监控方法，其特征在于，所述根据所述三维几何模型以及所述空预器积灰分布模型确定不同工况下所述空预器积灰分布的动态数据库，具体包括：

根据所述三维几何模型以及所述空预器积灰分布模型确定所述空预器内的积灰颗粒速度；

根据公式确定所述空预器内的积灰颗粒的临界积灰速度；其中，E表示材料的附着能，k₁表示蓄热板的湍动能；k₂表示烟灰颗粒的湍动能；r_p为烟灰颗粒密度；d_p表示颗粒粒径；

根据所述积灰颗粒速度以及所述临界积灰速度确定不同工况下所述空预器积灰分布的动态数据库。