一种富氧燃烧锅炉辐射传热计算方法及装置制造方法及图纸

本发明专利技术实施例公开了一种富氧燃烧锅炉辐射传热计算方法及装置，通过对选取的富氧燃烧锅炉辐射传热计算参考模型进行第一预置值计算；将预置WSGG模型计算的第二预置值的结果与第一预置值计算结果的误差作为目标函数，并拟合得到预置WSGG模型的相关系数；根据相关系数对预置WSGG模型进行修正并加载到CFD中进行富氧燃烧锅炉辐射传热的数值模拟，解决了对于燃煤锅炉而言，炉膛中的主要辐射传热介质为三原子气体(CO2和H2O)和颗粒(焦炭和飞灰)；对于燃油燃气锅炉而言，炉膛中的主要辐射传热介质为三原子气体；当三原子气体辐射特性发生改变时，导致的炉内辐射传特性发生变化的技术问题。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及电力
，尤其涉及一种富氧燃烧锅炉辐射传热计算方法及装置。
技术介绍
富氧燃烧技术是一种最具有工程化应用前景的大规模CO2捕集技术之一，受到了举世瞩目的关注。该技术是将纯氧与主要成分为CO2的再循环烟气以一定比例混合(混合后的气体称为助燃气或燃烧气)后送入炉膛与燃料混合燃烧，一种典型的干烟气循环方式的富氧燃烧锅炉系统如图1所示。由于富氧燃烧方式与空气燃烧方式存在较大的不同，在发展富氧燃烧技术时，存在若干基础科学问题有待研究，如富氧燃烧条件下燃料燃烧机理的研究、炉膛辐射传热问题研究、污染物(NOx等)生成和排放特性研究、热力系统优化研究等。炉膛辐射传热计算问题就是其中一个基础研究课题。富氧燃烧方式下几乎杜绝了传统空气燃烧方式中的N2，使燃烧产生烟气中的CO2浓度较高。富氧燃烧方式与空气燃烧方式下燃烧产生烟气的最大区别在于烟气中CO2和N2的含量不同，富氧燃烧锅炉中的烟气以CO2(一般高达80％以上)为主，空气燃烧锅炉中的烟气以N2为主。CO2作为三原子气体，它的辐射能力强于N2的，这使得富氧燃烧方式下烟气中三原子辐射气体的浓度远高于空气燃烧方式下烟气中的三原子辐射气体浓度，进而使得两种燃烧方式下炉膛中气体辐射特性存在较大差异。对于燃煤锅炉而言，炉膛中的主要辐射传热介质为三原子气体(CO2和H2O)和颗粒(焦炭和飞灰)；对于燃油燃气锅炉而言，炉膛中的主要辐射传热介质为三原子气体；当三原子气体辐射特性发生改变时，导致了炉内辐射传特性发生变化的技术问题。
技术实现思路
本专利技术实施例提供的一种富氧燃烧锅炉辐射传热计算方法及装置，解决了对于燃煤锅炉而言，炉膛中的主要辐射传热介质为三原子气体(CO2和H2O)和颗粒(焦炭和飞灰)；对于燃油燃气锅炉而言，炉膛中的主要辐射传热介质为三原子气体；当三原子气体辐射特性发生改变时，导致的炉内辐射传特性发生变化的技术问题。一种富氧燃烧锅炉辐射传热计算方法，包括：对选取的富氧燃烧锅炉辐射传热计算参考模型进行第一预置值计算；将预置WSGG模型计算的第二预置值的结果与所述第一预置值计算结果的误差作为目标函数，并拟合得到所述预置WSGG模型的相关系数；根据所述相关系数对所述预置WSGG模型进行修正并加载到CFD中进行富氧燃烧锅炉辐射传热的数值模拟。可选地，对选取的富氧燃烧锅炉辐射传热计算参考模型进行第一预置值计算具体包括：对选取的富氧燃烧锅炉辐射传热计算参考模型进行多个温度范围、多个气体行程、多个辐射气体分压力及多个CO2/H2O比值下的气体总发射率的计算。可选地，将预置WSGG模型计算的第二预置值的结果与所述第一预置值计算结果的误差作为目标函数，并拟合得到所述预置WSGG模型的相关系数具体包括：将预置WSGG模型计算的多个温度范围、多个气体行程、多个辐射气体分压力及多个CO2/H2O比值下的气体总发射率的计算结果与所述参考模型的多个温度范围、多个气体行程、多个辐射气体分压力及多个CO2/H2O比值下的气体总发射率的计算结果的误差最小值作为目标函数，并拟合得到所述预置WSGG模型的相关系数。可选地，拟合得到所述预置WSGG模型的相关系数具体包括：采用一温度Tref对拟合范围内的气体温度进行归一化处理得到第一公式；所述第一公式为：可选地，误差最小值为通过第二公式计算得到；所述第二公式为：本专利技术实施例提供的一种富氧燃烧锅炉辐射传热计算装置，包括：第一计算单元，用于对选取的富氧燃烧锅炉辐射传热计算参考模型进行第一预置值计算；第二计算单元，用于将预置WSGG模型计算的第二预置值的结果与所述第一预置值计算结果的误差作为目标函数，并拟合得到所述预置WSGG模型的相关系数；模拟单元，用于根据所述相关系数对所述预置WSGG模型进行修正并加载到CFD中进行富氧燃烧锅炉辐射传热的数值模拟。可选地，第一计算单元，具体用于对选取的富氧燃烧锅炉辐射传热计算参考模型进行多个温度范围、多个气体行程、多个辐射气体分压力及多个CO2/H2O比值下的气体总发射率的计算。可选地，第二计算单元，具体将预置WSGG模型计算的多个温度范围、多个气体行程、多个辐射气体分压力及多个CO2/H2O比值下的气体总发射率的计算结果与所述参考模型的多个温度范围、多个气体行程、多个辐射气体分压力及多个CO2/H2O比值下的气体总发射率的计算结果的误差最小值作为目标函数，并拟合得到所述预置WSGG模型的相关系数。从以上技术方案可以看出，本专利技术实施例具有以下优点：本专利技术实施例提供的一种富氧燃烧锅炉辐射传热计算方法及装置，其中，富氧燃烧锅炉辐射传热计算方法，包括：对选取的富氧燃烧锅炉辐射传热计算参考模型进行第一预置值计算；将预置WSGG模型计算的第二预置值的结果与第一预置值计算结果的误差作为目标函数，并拟合得到预置WSGG模型的相关系数；根据相关系数对预置WSGG模型进行修正并加载到CFD中进行富氧燃烧锅炉辐射传热的数值模拟。本实施例中，通过对选取的富氧燃烧锅炉辐射传热计算参考模型进行第一预置值计算；将预置WSGG模型计算的第二预置值的结果与第一预置值计算结果的误差作为目标函数，并拟合得到预置WSGG模型的相关系数；根据相关系数对预置WSGG模型进行修正并加载到CFD中进行富氧燃烧锅炉辐射传热的数值模拟，解决了对于燃煤锅炉而言，炉膛中的主要辐射传热介质为三原子气体(CO2和H2O)和颗粒(焦炭和飞灰)；对于燃油燃气锅炉而言，炉膛中的主要辐射传热介质为三原子气体；当三原子气体辐射特性发生改变时，导致的炉内辐射传特性发生变化的技术问题。附图说明为了更清楚地说明本专利技术实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本专利技术的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其它的附图。图1为富氧燃烧锅炉结构示意图；图2为本专利技术实施例提供的一种富氧燃烧锅炉辐射传热计算方法的一个实施例的流程示意图；图3为本专利技术实施例提供的一种富氧燃烧锅炉辐射传热计算装置的一个实施例的结构示意图。具体实施方式本专利技术实施例提供的一种富氧燃烧锅炉辐射传热计算方法及装置，解决了对于燃煤锅炉而言，炉膛中的主要辐射传热介质为三原子气体(CO2和H2O)和颗粒(焦炭和飞灰)；对于燃油燃气锅炉而言，炉膛中的主要辐射传热介质为三原子气体；当三原子气体辐射特性发生改变时，导致的炉内辐射传特性发生变化的技术问题。为使得本专利技术的专利技术目的、特征、优点能够更加的明显和易懂，下面将结合本专利技术实施例中的附图，对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，下面所描述的实施例仅仅是本专利技术一部分实施例，而非全部的实施例。基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本专利技术保护的范围。请参阅图2，本专利技术实施例提供的一种富氧燃烧锅炉辐射传热计算方法的一个实施例包括：201、对选取的富氧燃烧锅炉辐射传热计算参考模型进行第一预置值计算；根据前人在WSGG模型修正方面的研究情况来看，修正WSGG模型使其适用于富氧燃烧工况的最终目的为：修正WSGG模型中的相关系数(ki和bε,i,j等)。对选取的富氧燃烧锅炉辐射传本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种富氧燃烧锅炉辐射传热计算方法，其特征在于，包括：对选取的富氧燃烧锅炉辐射传热计算参考模型进行第一预置值计算；将预置WSGG模型计算的第二预置值的结果与所述第一预置值计算结果的误差作为目标函数，并拟合得到所述预置WSGG模型的相关系数；根据所述相关系数对所述预置WSGG模型进行修正并加载到CFD中进行富氧燃烧锅炉辐射传热的数值模拟。

【技术特征摘要】
1.一种富氧燃烧锅炉辐射传热计算方法，其特征在于，包括：对选取的富氧燃烧锅炉辐射传热计算参考模型进行第一预置值计算；将预置WSGG模型计算的第二预置值的结果与所述第一预置值计算结果的误差作为目标函数，并拟合得到所述预置WSGG模型的相关系数；根据所述相关系数对所述预置WSGG模型进行修正并加载到CFD中进行富氧燃烧锅炉辐射传热的数值模拟。2.根据权利要求1所述的富氧燃烧锅炉辐射传热计算方法，其特征在于，对选取的富氧燃烧锅炉辐射传热计算参考模型进行第一预置值计算具体包括：对选取的富氧燃烧锅炉辐射传热计算参考模型进行多个温度范围、多个气体行程、多个辐射气体分压力及多个CO2/H2O比值下的气体总发射率的计算。3.根据权利要求2所述的富氧燃烧锅炉辐射传热计算方法，其特征在于，将预置WSGG模型计算的第二预置值的结果与所述第一预置值计算结果的误差作为目标函数，并拟合得到所述预置WSGG模型的相关系数具体包括：将预置WSGG模型计算的多个温度范围、多个气体行程、多个辐射气体分压力及多个CO2/H2O比值下的气体总发射率的计算结果与所述参考模型的多个温度范围、多个气体行程、多个辐射气体分压力及多个CO2/H2O比值下的气体总发射率的计算结果的误差最小值作为目标函数，并拟合得到所述预置WSGG模型的相关系数。4.根据权利要求3所述的富氧燃烧锅炉辐射传热计算方法，其特征在于，拟合得到所述预置WSGG模型的相关系数具体包括：采用一温度Tref对拟合范围内的气体温度进行归一化...

【专利技术属性】
技术研发人员：李德波，李建波，钟俊，冯永新，湛志钢，周杰联，李方勇，温智勇，
申请(专利权)人：广东电网有限责任公司电力科学研究院，
类型：发明
国别省市：广东;44