[发明专利]屏式过热器外壁温度计算方法及装置、温度监测系统

权利要求书

1.一种屏式过热器外壁温度计算方法，其特征在于，包括：

对整个炉膛进行三维数值模拟计算，得到所述炉膛内烟气的温度场和速度场，并结合预设算法对锅炉各区域高温受热面的传热系数进行修正；

计算出锅炉各区域高温受热面的吸热量，建立各管在不同负荷下的热流密度数据库；

根据各壁温测点实际检测的温度值和从所述热流密度数据库获取的管在计算截面的吸热量，得出管在沿工质流动方向上任意所述计算截面的外壁温度。

2.根据权利要求1所述的屏式过热器外壁温度计算方法，其特征在于，在建立各管在不同负荷下的热流密度数据库之后，还包括：

对每个高温受热面各处的热流密度值进行排序，确定出不同负荷下热流密度值超过第一预设阈值的位置，作为壁温测点。

3.根据权利要求1所述的屏式过热器外壁温度计算方法，其特征在于，还包括：

获取所述计算截面处的管内工质温度、管的几何参数、热量分流系数、管内放热系数和管壁导热系数；

根据各壁温测点实际检测的温度值和从所述热流密度数据库获取的管在计算截面的吸热量，得出管在沿工质流动方向上任意所述计算截面的外壁温度包括：

根据各壁温测点实际检测的温度值、从所述热流密度数据库获取的管在计算截面的吸热量、所述计算截面处的管内工质温度、管的外径和内径比值、管壁厚、热量分流系数、管内放热系数和管壁导热系数，得出管在沿工质流动方向上任意所述计算截面的外壁温度。

4.根据权利要求3所述的屏式过热器外壁温度计算方法，其特征在于，所述计算截面处管外壁温度t_wbi的计算公式为：

式中，t_gzi为计算截面处管内工质温度，β为管外径和内径比值d为管外径，δ为管壁厚，q_w为计算截面处管吸热量，μ为热量分流系数，α₂为管内放热系数，λ_M为管壁导热系数。

5.根据权利要求3所述的屏式过热器外壁温度计算方法，其特征在于，所述壁温测点设在管的出口处，获取所述计算截面处的管内工质温度包括：

获取进口截面处管内工质温度、出口截面处管内工质温度、从所述出口截面至所述计算截面的热通量、以及从所述进口截面至所述出口截面的热通量；其中，出口截面处管内工质温度用所述壁温测点实际检测的温度值代表；

根据所述进口截面出管内工质温度、出口截面内管内工质温度、从所述出口截面至所述计算截面的热通量、以及从所述进口截面至所述出口截面的热通量，计算所述计算截面处的管内工质温度。

6.根据权利要求3～5任一所述的屏式过热器外壁温度计算方法，其特征在于，所述壁温测点设在管的出口处，所述计算截面处的管内工质温度t_gzi的计算公式为：

式中，t_in为进口截面处管内工质温度，t_out为出口截面处管内工质温度，用所述壁温测点实际检测的温度值代表，∑q_gzi为从出口截面至计算截面的热通量，∑q_w为从进口截面至出口截面的热通量。

7.根据权利要求3～5任一所述的屏式过热器外壁温度计算方法，其特征在于，获取所述热量分流系数包括：

对于所述屏式过热器每个屏最外面一根管，所述热量分流系数为1；

对于所述屏式过热器每个屏除最外面一根管以外的其它管，所述热量分流系数根据毕渥数准则计算得出。

8.根据权利要求3～5任一所述的屏式过热器外壁温度计算方法，其特征在于，获取所述管内放热系数包括：

根据管壁温度对流体特性影响的温度修正系数、相对长度修正系数、受热面修正系数、雷诺准则数、普朗特准则数、工质导热系数和管内径，计算得出所述管内放热系数。