[发明专利]一种隧道窑燃烧过程参数优化配置方法及装置

摘要

本发明公开了一种隧道窑燃烧过程参数优化配置方法及装置，其中该方法包括根据隧道窑的物理结构，获得所述隧道窑的几何网格模型；设定所述隧道窑的几何网格模型的边界条件，并根据隧道窑燃烧过程的湍流模型、PDF燃烧反应模型和DO辐射传热模型，建立隧道窑燃烧过程数学模型；根据所述隧道窑燃烧过程数学模型分别获得隧道窑燃烧质量模型和能源消耗模型；根据所述隧道窑质量模型和所述隧道窑的能源消耗模型，获得了所述隧道窑的能源消耗与质量的能源优化模型。通过本发明获得了隧道窑的能耗与质量关联组合参数配置集，实现了隧道窑燃烧质量与能耗的多目标协同优化，及隧道窑燃烧过程中节能的目的。

主权项

1.一种隧道窑燃烧过程参数优化配置方法，其特征在于，该方法包括：根据隧道窑的物理结构，建立隧道窑的数值几何模型，并对所述数值几何模型进行网格划分，获得所述隧道窑的几何网格模型；设定所述隧道窑的几何网格模型的边界条件，并根据隧道窑燃烧过程的湍流模型、PDF燃烧反应模型和DO辐射传热模型，建立隧道窑燃烧过程数学模型；根据所述隧道窑燃烧数值模型进行仿真，得到所述隧道窑的燃烧过程中的相应温度数据，通过所述温度数据，对温度均匀性系数y，第i组工况窑内第j个点的温度值x_ij和第i组工况窑内的平均温度建立隧道窑燃烧质量模型，其中，i和j为正整数；根据所述隧道窑燃烧数值模型，利用热平衡方法对所述隧道窑实际消耗能量I_xs建立所述隧道窑的能源消耗模型，其中，I_xs＝I_sr‑I_zc式中，I_sr为总输入热量，I_zc为总支出热量；根据所述隧道窑质量模型和所述隧道窑的能源消耗模型，利用多目标方法，对所述隧道窑的燃烧质量Y(v_x,v_zk,h)和能耗I_xs(v_x,v_zk,h)建立所述隧道窑的能源消耗与质量的能源优化模型为:其中，V_x、V_zk为燃气和助燃风入口速度，h为隧道高度；其中，所述设定所述隧道窑的几何网格模型的边界条件，并根据隧道窑燃烧过程的湍流模型、PDF燃烧反应模型和DO辐射传热模型，建立隧道窑燃烧过程数学模型，包括：设定所述隧道窑的几何网格模型的固体壁边界条件和气流边界条件，并根据所述隧道窑燃烧过程的湍流模型、PDF燃烧反应模型和DO辐射传热模型，通过对获取到的不同工况参数进行所述隧道窑燃烧的过程数值模拟，计算获得所述隧道窑的温度场分布模拟和所述隧道窑的速度场分布模拟；根据所述隧道窑的温度场分布模拟和所述隧道窑的速度场分布模拟，建立所述隧道窑燃烧过程数学模型；所述根据所述隧道窑燃烧数值模型进行仿真，得到所述隧道窑的燃烧过程中的相应温度数据，通过所述温度数据，对温度均匀性系数y，第i组工况窑内第j个点的温度值x_ij和第i组工况窑内的平均温度建立隧道窑燃烧质量模型，包括：根据所述隧道窑燃烧数值模型进行仿真，获得所述隧道窑的第i组工况窑内第j个点的温度值和所述第i组工况窑的平均温度，其中，所述i和j均为正整数；根据所述隧道窑的第i组工况窑内第j个点的温度值和所述第i组工况窑的平均温度，通过公式计算获得所述隧道窑的温度均匀系数，其中，x_ij为第i组工况窑内第j个点的温度值，为第i组工况窑内的平均温度，y为温度均匀性系数；采用神经网络方法，分别建立所述隧道窑的温度均匀系数与所述隧道窑的高度、燃气入口速度和助燃风入口速度之间的关系模型；根据所述隧道窑的温度均匀系数与所述隧道窑的高度、燃气入口速度和助燃风入口速度之间的关系模型，建立所述隧道窑燃烧质量模型；所述根据所述隧道窑燃烧数值模型，利用热平衡方法对所述隧道窑实际消耗能量I_xs建立所述隧道窑的能源消耗模型，包括：根据所述隧道窑燃烧数值模型，计算获得所述隧道窑的总输入热量I_sr和所述隧道窑的总支出热量I_zc，其中，I_sr＝Q_r+Q_x+Q_zk+Q_yz；I_zc＝Q_yt+Q_sz+Q_cp+Q_rt；式中，Q_r为燃料燃烧的化学热，Q_x为燃料带入的显热，Q_zk为助燃风带入显热，Q_yz为窑车及制品带入显热；Q_yt为窑体散热，Q_sz为坯体水分蒸发和加热水蒸气耗热，Q_cp为制品带走显热，Q_rt为抽出热风带走显热；计算所述隧道窑的总输入热量I_sr和所述隧道窑的总支出热量之间的差值I_zc，将所述差值作为所述隧道窑的能源消耗I_xs；利用热平衡方法对所述隧道窑实际消耗能量I_xs建立所述隧道窑的能源消耗模型，其中，I_xs＝I_sr‑I_zc式中，I_sr为总输入热量，I_zc为总支出热量。