【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及流体力学领域，具体地涉及100mw亚临界锅炉换热器数值模拟计算方法。
技术介绍
1、锅炉在进行多种煤气不同掺烧比例燃烧调整之前，需要进行对应的数值模拟计算，根据计算结果进行对应调整，如果不进行数值模拟计算直接对锅炉进行相关参数调整，可能会出现不利于燃烧、污染物排放超标以及降低锅炉效率等情况，对实际的生产造成巨大损失。
2、行业目前现状是，针对100mw亚临界锅炉的数值模拟计算，目前未见到相关专利及研究报告。
3、由于缺乏针对100mw亚临界锅炉的数值模拟计算的研究，但又有实际的工程需求，因此现有技术在针对100mw亚临界锅炉的数值模拟计算中，采用的技术为：在锅炉数值模拟中，许多计算方法及装置都使用多孔介质等材料来模拟锅炉中换热器的效果；
4、现有技术的缺陷在于：
5、1.由于实际锅炉中换热器排布方式以及排布密度的复杂，从而很难计算其简化为多孔介质后的孔隙率；
6、2.由于也无法模拟换热器中冷流体的种类、速度、温度等参数，从而导致换热器区域模拟计算结果与实际情况出现较大偏差。
技术实现思路
1、本专利技术针对上述问题，提供100mw亚临界锅炉换热器数值模拟计算方法，其目的在于解决现有技术只能模拟计算热流体相关参数的缺陷；消除使用多孔介质区域代替换热器进行换热时简化计算产生的误差，有效的提高模拟计算的精度；根据实际情况对多个不同的换热器进行同时计算，节约时间成本；节约人工成本的同时减小人工产生的误差，有效的提高计
2、为解决上述问题，本专利技术提供的技术方案为：
3、一种100mw亚临界锅炉换热器数值模拟计算方法，包含以下步骤：
4、s100.将亚临界锅炉中的换热器分成多个区域；然后对每个区域分别建立物理模型；所述物理模型为通过实际制造得到的实体模型；
5、s200.将s100中建立好的所述换热器的物理模型与所述亚临界锅炉的模型组合，取代原所述亚临界锅炉的模型中的多孔介质区域；
6、s300.建立与所述换热器对应的拓扑结构；将所述拓扑结构与所述换热器的物理模型进行映射；然后使用结构化网格对每个所述物理模型进行网格划分；然后将结构化网格与原有的所述亚临界锅炉的模型与网格合并；其中，在进行面的映射时，对所述换热器的物理模型中处于锅炉内部的壁面进行特殊映射处理，使其成为锅炉模型的内部面，且壁面内外两侧流体互不流通；
7、s400.根据所模拟的锅炉的燃烧工况，选择对应的燃烧模型、氮氧化物生成模型、气相湍流流动模型、辐射换热模型，进行综合模拟计算，获取高温流体进入换热器区域时的温度场、速度场、组分场；
8、s500.获取锅炉燃烧的入口条件；获取换热器入口速度、流体种类、流体温度、换热器壁面材料；
9、根据所模拟的锅炉的实际运行工况，获取锅炉燃烧的入口条件、冷流体的种类、冷流体的速度、冷流体的温度、换热器壁面材料；然后通过湍流流动模型、辐射换热模型，模拟计算冷流体、热流体之间的热量交换；
10、s600.依次将流过上一个所述换热器的热流体的模拟计算结果作为进入下一个所述换热器的热流体的输入值；直至热流体最终流过最后一个所述换热器后得到所述亚临界锅炉的出口处的烟气数据。
11、优选地，s100中，按照种类或排布方式将所述亚临界锅炉的分成多个区域；
12、所述换热器包含屏式过热器、末级过热器、末级再热器、三级过热器、低温过热器、低温再热器、上级省煤器。
13、优选地，所述屏式过热器设置在炉膛上方，沿烟气流向为第一个受热面；所述屏式过热器共有9片，管径为φ51mm，以440mm横向节距沿整个炉深方向布置，纵向节距为66mm；
14、所述末级过热器设置在前竖井烟道内，沿烟气流向为第二个受热面；所述末级过热器共有18片，管径为φ44.5mm，以220mm的横向节距沿整个炉深方向布置，纵向节距为90mm；
15、所述末级再热器设置在前竖井烟道内，沿烟气流向为第三个受热面；所述末级再热器共有18片，管径为φ51mm，以220mm横向节距沿炉深方向布置；
16、所述三级过热器设置在前竖井烟道内，沿烟气流向为第四个受热面；所述三级过热器共有18片，管径为φ44.5mm，以220mm的横向节距沿整个炉深方向布置，纵向节距为90mm。
17、优选地，所述低温过热器包含立式低温过热器、水平低温过热器；其中：
18、所述立式低温过热器设置在后竖井烟道内，水平低温过热器上方；所述立式低温过热器共有30片，管径为φ44.5mm，以110mm横向节距沿炉深方向布置；
19、所述水平低温过热器设置在后竖井烟道低温再热器上方；所述水平低温过热器共有30片，管径为φ44.5mm，以110mm的横向节距沿炉深方向布置。
20、优选地，所述低温再热器设置在尾部竖井烟道上级省煤器上方；所述低温再热器共有30片，管径为φ51mm，以110mm的横向节距沿炉深方向布置；
21、所述上级省煤器布置在后竖井烟道低温再热器下方，省煤器管径为φ42mm，横向节距165mm；所述上级省煤器共布置有20排，纵向节距90mm。
22、优选地，所述换热器与所述拓扑结构为一一对应关系；
23、s300中划分网格时创建与之对应的拓扑结构，按照点、线、面的顺序进行映射。
24、优选地，s300中对已经映射好的结构进行网格节点的划分，并生成对应部分的网格。
25、优选地，还包含以下步骤：
26、s700.将锅炉部分通过模拟计算得到的参数、各换热器模拟计算结果与实际数据对照，并进行调整。
27、本专利技术与现有技术对比，具有以下优点：
28、1.由于本专利技术相比于使用多孔介质来模拟换热器，直接创建换热器模型并进行模拟计算，从而解决了现有技术只能模拟计算热流体相关参数的缺陷；
29、2.由于本专利技术创建的物理模型与锅炉实际生产中所使用的相同，从而消除了使用多孔介质区域代替换热器进行换热时简化计算产生的误差，有效的提高了模拟计算的精度；
30、3.由于本专利技术相比于单独构建换热器模型进行模拟计算，从而可以根据实际情况对多个不同的换热器进行同时计算，节约了时间成本；
31、4.由于本专利技术通过与锅炉模型模拟计算的结合，自动将热流体相关参数直接输入换热器模型区域，从而节约了人工成本的同时减小了人工产生的误差，有效的提高了计算精度。
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1.一种100MW亚临界锅炉换热器数值模拟计算方法，其特征在于：包含以下步骤：
2.根据权利要求1所述的100MW亚临界锅炉换热器数值模拟计算方法，其特征在于：S100中，按照种类或排布方式将所述亚临界锅炉的分成多个区域；
3.根据权利要求2所述的100MW亚临界锅炉换热器数值模拟计算方法，其特征在于：
4.根据权利要求3所述的100MW亚临界锅炉换热器数值模拟计算方法，其特征在于：所述低温过热器(5)包含立式低温过热器(5)、水平低温过热器(5)；其中：
5.根据权利要求4所述的100MW亚临界锅炉换热器数值模拟计算方法，其特征在于：所述低温再热器(6)设置在尾部竖井烟道上级省煤器(8)上方；所述低温再热器(6)共有30片，管径为Φ51mm，以110mm的横向节距沿炉深方向布置；
6.根据权利要求5所述的100MW亚临界锅炉换热器数值模拟计算方法，其特征在于：所述换热器与所述拓扑结构为一一对应关系；
7.根据权利要求6所述的100MW亚临界锅炉换热器数值模拟计算方法，其特征在于：S300中对已经映射好的结构
8.根据权利要求7所述的100MW亚临界锅炉换热器数值模拟计算方法，其特征在于：还包含以下步骤：
...【技术特征摘要】
1.一种100mw亚临界锅炉换热器数值模拟计算方法，其特征在于：包含以下步骤：
2.根据权利要求1所述的100mw亚临界锅炉换热器数值模拟计算方法，其特征在于：s100中，按照种类或排布方式将所述亚临界锅炉的分成多个区域；
3.根据权利要求2所述的100mw亚临界锅炉换热器数值模拟计算方法，其特征在于：
4.根据权利要求3所述的100mw亚临界锅炉换热器数值模拟计算方法，其特征在于：所述低温过热器(5)包含立式低温过热器(5)、水平低温过热器(5)；其中：
5.根据权利要求4所述的100mw亚临界锅炉换热器数值模拟计算方...
【专利技术属性】
技术研发人员：朱善合，操加元，罗巍，魏利明，胡翰，
申请(专利权)人：武汉钢铁有限公司，
类型：发明
国别省市：
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