[发明专利]一种工业加热炉内温度场在线重构与监测方法

说明书

技术领域

 本发明涉及温度场在线监测技术，具体涉及采集数据的自动传递，FLUENT计算软件的自动运行及计算结果的自动传递技术。

背景技术

工业加热炉在工业生产领域特别是化工，电厂等得到了广泛的应用，加热炉内温度的高低对燃烧效率和能量消耗有着重要的作用，必须对加热炉内的燃烧状态和传热情况进行在线监控。目前常用的温度场测量方法主要有超声波测量和光学CCD测量，这两种测量方法需要在炉膛内安装相应的声学和光学仪器，加热炉内的温度高达2000℃以上，因此对仪器的材质和精度要求非常高，再加上数据处理设备，这两种测量方法成本很高；同时在数据算法中存在必要的近似处理，进一步影响温度场的精度。

发明内容

本发明目的是解决现有方法存在成本高和影响测量精度的问题，提出一种工业加热炉内温度场在线重构与监测方法，借助数值计算方法和工业加热炉监测系统，形成了一种自动运行，自动计算机制，为工业加热炉温度场在线重构与监测提供了一种新的方法。

    本发明采用的技术方案是：

一种工业加热炉内温度场在线重构与监测方法，该方法包括以下步骤：

第1步、利用VC6.0编写MFC接口程序，和具备OPC功能的工业加热炉监测系统建立连接，按照如下方法进行；

第1.1步、利用动态链接库技术，连接时使用动态链接库中的连接函数；

第1.2步、利用动态链接库技术，断开时使用动态链接库中的断开连接函数；

第1.3步、利用动态链接库技术，读和写数据时使用动态链接库中的读写函数；

第2步、从所述工业加热炉监测系统中读取加热炉可燃气体和空气的流速                                               、温度T和初始压强六个参数； 

第3步、把第2步读取的六个参数传递给数值计算软件FLUENT，并使其自动运行，按照如下方法进行；

第3.1步、先手动完成一次FLUENT温度场的数值计算，并保存日志文件；

第3.2步、打开FLUENT日志文件并查找六个参数所在的位置；

第3.3步、把从工业加热炉监测系统中读取的六个参数写入日志文件的相应位置，生成新的日志文件；

第3.4步、通过运行新的日志文件来操控FLUENT，使其自动运行(采用批处理可执行

程序运行日志文件)；

第4步、FLUENT采用有限体积法进行数值计算，算法主要包括质量、动量、能量守恒方程，两方程模型，燃烧模型和辐射模型；

第5步、判断第4步FLUENT是否完成计算，若没有完成转到第4步继续计算，否则继续下一步操作；所述判断FLUENT是否完成计算，按照如下方法进行:根据文件夹中保存图片的数量来判断数值计算是否完成；

第6步、把第4步FLUENT计算结果以图片形式传递给工业加热炉监测系统，实现对工业加热炉内温度场在线重构与监测。

 

本发明的优点和有益效果：

通过上述本发明采用的技术方案可以看出，本方法采用自动运行数值计算和自动传递计算结果的方法，减低了监测设备的成本，同时提高了监测结果的精度，实现了工业加热炉内温度场在线重构与监测。

 

附图说明

图1是本发明实施的程序流程示意图。

图2是圆柱型甲烷火焰燃烧器。

图3是计算完成的温度场分布图。

 

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本发明作进一步详细的描述。

实施例1

本发明的方法是针对工业加热炉内温度场在线重构与监测。通过数值计算获得加热炉内温度场及可燃气体各组分的分布情况，然后实时回传给工业加热炉监测系统，获得加热炉内的温度场。该方法的具体步骤是：

第1步、利用VC6.0编写MFC接口程序，和具备OPC功能的工业加热炉监测系统建立连接，按照如下方法进行；

第1.1步、利用动态链接库技术，连接时使用动态链接库中的连接函数；

第1.2步、利用动态链接库技术，断开时使用动态链接库中的断开连接函数；

第1.3步、利用动态链接库技术，读和写数据时使用动态链接库中的读写函数。

第2步、从所述工业加热炉监测系统中读取加热炉可燃气体和空气的流速、温度T和初始压强六个参数；