[发明专利]一种基于数值模拟的锅炉结渣预测方法及相关装置

说明书

本发明公开了一种基于数值模拟的锅炉结渣预测方法，包括将预设的结渣模型与锅炉燃烧数值仿真数据库对应的燃烧模型相互耦合，得到耦合模型；基于耦合模型以及锅炉燃烧数值仿真数据库中的数据计算初始结渣情况；基于初始结渣情况以及预设的结渣生长模型计算结渣生长情况；结渣生长模型用于修正当前煤粉颗粒附着锅炉受热面的附着概率；在通过结渣模型基于燃烧模型的限制条件得到初始结渣情况之后，会进一步基于结渣生长模型来修正当前煤粉颗粒附着锅炉受热面的附着概率并进行迭代，以保证模拟的结渣生长情况更符合实际情况。本发明还提供了一种装置、设备以及存储介质，同样具有上述有益效果。

技术领域

本发明涉及锅炉技术领域，特别是涉及一种基于数值模拟的锅炉结渣预测方法、一种基于数值模拟的锅炉结渣预测装置、一种基于数值模拟的锅炉结渣预测设备以及一种计算机可读存储介质。

背景技术

锅炉受热面上都存在或多或少的结渣积灰现象，在锅炉受热面设计时一般都会考虑正常的结渣和积灰对锅炉运行的影响。国情决定了我国电站锅炉大多以燃煤为主，而现在使用动力煤的煤质一般偏差，灰和硫的含量均较高，易在受热面沉积。据统计，我国大型燃煤机组所使用的煤中有50％左右属于易结渣煤，而且近年来，一些电力生产企业通过改烧一些品位较低，一般灰分高且灰熔点低，且价格也较低的煤来达到节约发电成本，追求更大的经济效益的目的，这使得锅炉燃用煤质偏离了原本的设计值，无疑加剧了受热面的结渣积灰情况，对锅炉的经济和安全运行造成了不利影响。

对流受热面的结渣积灰对燃煤机组的经济和安全运行有很多不利影响，主要体现在以下几个方面：一、首先是对传热的影响。由于沉积物的导热系数远远小于管壁导热系数，蒸汽换热系数等，它产生的热阻在总热阻中占主导地位，所以积灰如果不能及时清除，将会大大影响锅炉的传热效率，继而导致锅炉排烟温度升高，锅炉效率下降。二、结渣和积灰不肯避免地会造成受热面金属的腐蚀和磨损。煤中的硫、氯和碱金属等元素会使受热面表面发生积灰和腐蚀。碱金属化合物会在高温下升华，之后在温度较低的管壁上冷凝，从而形成一些组成较为复杂的低熔点复合物，它们常以液相状态存在，被称为熔池。熔池内的碱金属硫酸盐与管壁金属发生复杂的化学反应，形成硫酸盐高温腐蚀，这会导致管壁金属迅速变薄，影响管子的使用寿命。三、严重积灰结渣甚至还会造成重大的运行事故，轻则设备损坏，影响生产，重则人员伤亡，危机安全。积灰过多，没有有效清除，会使烟道内堵灰，通风阻力增加，锅炉出力降低。而管壁高温腐蚀会造成的管壁局部温度过高以及磨损都可能引起爆管事故，危害安全生产。

目前针对锅炉结渣情况的预测方法的精确度较低，所以如何提供一种精确度较高的预测方法是本领域技术人员急需解决的问题。

发明内容

本发明的目的是提供一种基于数值模拟的锅炉结渣预测方法，具有较高的精确度；本发明的另一目的在于提供一种基于数值模拟的锅炉结渣预测装置、一种基于数值模拟的锅炉结渣预测设备以及一种计算机可读存储介质，具有较高的精确度。

为解决上述技术问题，本发明提供一种基于数值模拟的锅炉结渣预测方法，包括：

调用锅炉燃烧数值仿真数据库；

将预设的结渣模型与所述锅炉燃烧数值仿真数据库对应的燃烧模型相互耦合，得到耦合模型；

基于所述耦合模型以及所述锅炉燃烧数值仿真数据库中的数据计算初始结渣情况；

基于所述初始结渣情况以及预设的结渣生长模型计算结渣生长情况；所述结渣生长模型为所述结渣模型的迭代模型，所述结渣生长模型用于修正当前煤粉颗粒附着锅炉受热面的附着概率；

当所述结渣生长情况表明锅炉受热面结渣稳定时，将结渣稳定时锅炉受热面情况作为燃烧模拟边界条件计算锅炉受热面的相关参数。

可选的，所述结渣模型用于计算当前煤粉颗粒附着锅炉受热面的附着概率；

所述基于所述初始结渣情况以及预设的结渣生长模型计算结渣生长情况包括：