[发明专利]一种燃煤电厂用喷枪的磨损评估方法及系统

说明书

本发明公开了一种燃煤电厂用喷枪的磨损评估方法及系统，评估方法过程包括：通过对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；根据飞灰颗粒信息，建立冲蚀磨损模型；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；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，直至离开可能参与碰撞的区域；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。本发明适用于燃煤电厂喷枪磨损的磨损模型，并完善了气固两相流计算方法，使得计算结果与实际相符。

技术领域

本发明属于火力发电环保技术领域，具体涉及一种燃煤电厂用喷枪的磨损评估方法及系统。

背景技术

目前对于燃煤电厂脱硝烟道内SNCR尿素溶液喷枪或SCR尿素直喷热解喷枪的磨损研究采用实际运行数据统计的方式，即将喷枪放入烟道内，实际运行一段时间后，将其取出，观察喷枪的磨损部位及磨损大小，通过统计对其易磨损的位置进行评估。该方法，对于每一个电厂都需要花费数月或数年的时间进行研究，并且随着煤质、负荷、风量等因素的变化，其得到的结果也并不能完全与实际磨损率相匹配。现阶段受限于磨损模型，气固两相流计算方法等因素，未提出成熟的喷枪磨损评估方法。

发明内容

为解决现有技术中存在的问题，本发明的目的在于提供一种燃煤电厂用喷枪的磨损评估方法及系统，本发明适用于燃煤电厂喷枪(SNCR尿素溶液喷枪或SCR尿素直喷热解喷枪)磨损的磨损模型，并完善了气固两相流计算方法，使得计算结果与实际相符。

本发明采用的技术方案如下：

一种燃煤电厂用喷枪的磨损评估方法，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。

优选的，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。

优选的，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。

优选的，所述冲蚀磨损模型如下：