[发明专利]一种燃煤电厂用喷枪的磨损评估方法及系统

权利要求书

1.一种燃煤电厂用喷枪的磨损评估方法，其特征在于，包括如下过程：

计算飞灰颗粒信息：通过对已预建立的燃煤机组的飞灰流动跟踪模型和喷枪表面反弹角模型进行数值计算，得到飞灰颗粒信息；

建立冲蚀磨损模型：根据飞灰颗粒信息，对飞灰颗粒运动中的冲击角、速度以及颗粒形状建立冲蚀磨损模型；

计算单颗飞灰颗粒磨损量：判断单颗飞灰颗粒与喷枪碰撞的时间，根据此时的单颗飞灰颗粒信息，利用冲蚀磨损模型计算喷枪在单颗飞灰磨损情况下的磨损量；再利用反弹系数方程计算所述单颗飞灰颗粒在下个时间步长的速度方向和位置，直至该飞灰颗粒离开可能参与碰撞的区域；

计算总磨损量：根据喷枪在所有飞灰颗粒磨损情况下的磨损量，将喷枪上同一位置发生碰撞后的磨损量进行求和，得到喷枪上所有位置的总磨损量。

2.根据权利要求1所述的一种燃煤电厂用喷枪的磨损评估方法，其特征在于，所述燃煤机组的飞灰流动跟踪模型如下：

式中：m_p为飞灰颗粒质量；x_p为飞灰颗粒位置；ρ_p为飞灰颗粒密度；F_sl为萨夫曼剪切力；F_D为曳力；t为时间，g为重力加速度，ρ为冲蚀磨损的目标材料密度。

3.根据权利要求1所述的一种燃煤电厂用喷枪的磨损评估方法，其特征在于，所述飞灰颗粒信息包括飞灰速度、飞灰粒径、飞灰入射角度与密度。

4.根据权利要求1所述的一种燃煤电厂用喷枪的磨损评估方法，其特征在于，所述冲蚀磨损模型如下：

式中：E(α)为磨损量，n₁、n₂为指定系数；H_v为喷枪材料维氏硬度；V_p为飞灰颗粒与喷枪表面的相对速度；V_ref为飞灰颗粒参考速度；d_p为飞灰颗粒的粒径；d_ref为飞灰颗粒参考粒径，k₂为速度参考系数，k₃为粒径参考系数，K₁为设置值，ρ_w为飞灰颗粒密度；α为飞灰颗粒入射角度。

5.根据权利要求1所述的一种燃煤电厂用喷枪的磨损评估方法，其特征在于，所述反弹系数方程如下：

τ_N＝0.95-0.0127α+8.25×10^-4α²-2.21×10^-6α³

τ_T＝0.88-0.021α+5.32×10^-4α²-1.16×10^-6α³

式中：τ_N、τ_T分别为法相反弹系数和切向反弹系数；α为飞灰颗粒入射角度。

6.根据权利要求1所述的一种燃煤电厂用喷枪的磨损评估方法，其特征在于，利用磨损量计算磨损时间t：

式中：t为磨损时间；ρ为冲蚀磨损的目标材料密度；S为目标材料磨损区域的表面积；d为目标材料厚度；e_r为目标材料的磨损率，目标材料的磨损率通过单位时间内目标材料的磨损量计算得到。

7.根据权利要求1所述的一种燃煤电厂用喷枪的磨损评估方法，其特征在于，所述喷枪为燃煤电厂SNCR尿素溶液喷枪或SCR尿素直喷热解喷枪。