[发明专利]炉内三维物理场在线可视化方法

说明书

本发明炉内三维物理场在线可视化方法，涉及锅炉炉内检测技术领域，通过对锅炉运行数据建立机理模型，获得不同工况下炉内多个空间点的数据，并根据模拟结果建立模拟案例库，在所述模拟案例库中寻找至少两个与当前锅炉运行数据相近的模拟案例，根据相近的模拟案例计算获得当前锅炉炉内的空间点的数据，根据可视化物理场显示的二维平面在所述三维坐标系中的位置，获得可视化物理场中的所有基准点的坐标，利用k近邻算法获得可视化物理场中的所有基准点的数据；对可视化物理场中的所有基准点的数据的进行转换，形成当前可视化三维物理场，解决了现有的技术使用声学法测量成本高，且不能测量浓度场的问题，本发明适用于计算炉内物理场。

技术领域

本发明涉及锅炉炉内检测技术领域，特别涉及炉内三维物理场在线可视化方法。

背景技术

火力发电的主要设备之一为燃煤锅炉，锅炉炉内物理场的分布对燃烧优化、防止锅炉结渣有着重要的影响，所述物理场包括温度场、速度场、气体浓度场、氮氧化物场等，通过对炉内物理场进行在线可视化，能快速获得炉内燃烧过程中流场、温度场和浓度场的分布，为工作人员提供详细的锅炉炉膛信息，对锅炉优化燃烧调整及锅炉安全经济运行具有重要意义。

目前对锅炉燃烧可视化检测的研究中，以声学法为代表的非接触式测量方法为主。声学法作为非接触式测量方式的典型代表，其具有不受外部条件制约、连续测量、实时监控、远程传输、能够适应现场复杂的环境等特点，但是，声学法对三维温度场的重建精度较差，温度梯度、烟气流动会使得声波的传播路径弯曲，同时炉膛燃烧时的背景噪声也会影响声学测量的准确性，此外，声学测量需要利用炉墙四周的观火孔、吹灰孔等安装传感器，或者需要对锅炉炉墙结构进行改造，这对锅炉的安全运行带来了不小的隐患。对于气体浓度场的测量尚未应用到实践中，并且需要在现场布置测量设备，甚至需要对锅炉炉膛进行开孔放置传感器，带来一定的实施工程量和维护难度。

发明内容

本发明所解决的技术问题：提供一种炉内物理场在线可视化的方法，解决现有的技术使用声学法测量成本高，且不能测量浓度场的问题。

本发明解决上述技术问题采用的技术方案：炉内三维物理场在线可视化方法，包括以下步骤：

S01、获取不同工况下锅炉运行数据；

S02、建立关于所述锅炉的三维坐标系，并对不同工况下锅炉运行数据进行模拟计算，获得不同工况下炉内多个空间点的数据；

S03、根据不同工况下炉内多个空间点的数据建立模拟案例库，每一种工况对应一个模拟案例，所述模拟案例包括空间点的坐标和空间点的数据；

S04、根据当前锅炉运行数据在模拟案例库中寻找至少两个与当前锅炉运行数据相近的模拟案例，根据相近的模拟案例中空间点的坐标和空间点的数据，获得当前锅炉炉内的空间点的数据；

S05、根据可视化物理场显示的二维平面在所述三维坐标系中的位置，获得可视化物理场中的所有基准点的坐标；

S06、利用k近邻算法获得可视化物理场中的所有基准点的数据；

S07、对可视化物理场中的所有基准点的数据的进行转换，形成当前可视化三维物理场。

进一步的，步骤S01中，所述锅炉运行数据包括发电机功率、主汽流量、给煤量、总风量、一次风风量和二次风风量。

进一步的，步骤S02中，所述空间点的数据包括温度、速度、氧气含量、一氧化碳含量、二氧化碳含量和氮氧化合物含量。

进一步的，步骤S04中，所述炉内的空间点的数据为相近的模拟案例中相同坐标的空间点的数据的平均值。

进一步的，步骤S04中，将所述当前锅炉炉内的空间点的数据导入模拟案例库，作为新的模拟案例。

进一步的，步骤S05中，所述可视化物理场显示的二维平面在所述三维坐标系中的位置根据显示需求调整。