[发明专利]一种基于数字孪生技术的回转式空气预热器热力监测系统

说明书

本发明公开了一种基于数字孪生技术的回转式空气预热器热力监测系统，包括回转式空气预热器物理实体、实时数据采集与分析模块、预热器数字孪生模型构建模块、热力参数状态监测及积灰预测模块；本发明利用数字孪生技术，构建回转式空气预热器数字孪生模型，动态采集温度参数状态数据，通过温度场、压降、漏风计算及前、后处理模块，实现热力参数的计算并进行积灰的预测，同时，实时显示数据，不断优化热力参数计算及积灰预测的准确度，实现吹灰的自主确定与自动调整，从而最终实现了空气预热器热力计算过程的状态监测与动态控制，解决现有电站中回转式空气预热器积灰因素影响火电机组安全可靠的运行的问题。

技术领域

本发明涉及数字孪生监控技术领域，特别涉及一种基于数字孪生技术的回转式空气预热器热力监测系统。

背景技术

数字孪生技术的一个重要特点是多源异构数据融合。通过三维建模，可高度还原设备的形状、材料、纹理细节及复杂的内部结构。实现高精度、超精细可视化呈现。支持设备配置结构、复杂动作的全数据驱动显示，能对设备位置分布、类型、运行环境、运行状态进行真实复现。不仅能看到设备外部的变化，更重要的是能看到设备内部各部件的工作状态、配置、类型、运行环境、运行状态的数字孪生。

沉积增多会导致回转式空气预热器堵塞而无法正常运行，轻则整个机组停产，重则会发生二次燃烧事故，甚至威胁到电站工作人员的生命安全。通过上述分析得到，回转式空气预热器内部硫酸氢氨沉积区域与温度有关，即获取其内部的热力参数是判断电站中回转式空气预热器内积灰的状况的关键，及时进行清扫积灰，减少工程危险发生。在回转式空气预热器监测方面，早期对回转式空气预热器的自动化监测是通过设立有限测点，利用传感器直接获取测点区域的热力状况，由于热点测量的是有限区域的温度，难以实现对整个空气预热器内部状况的监测。

发明内容

针对现有技术中存在的问题，本发明提出一种基于数字孪生技术的回转式空气预热器热力监测系统，实现对回转式空气预热器运行过程的实时可视化监测，实现空气预热器热力计算过程的状态监测与动态控制。

本发明是通过以下技术方案来实现：

一种基于数字孪生技术的回转式空气预热器热力监测系统，包括：

a.实时数据采集与分析模块，该模块具体包括：

温度数据采集模块，其通过附着于回转式空气预热器各分仓上的传感器实时测量温度数据；

压力采集模块，用于采集包括一次分仓、二次分仓及烟气仓的压差信息数据；

数据处理与存储模块，其对预热器热力温度数据采集模块和压力采集模块采集的数据进行分析，并将数据存入数据库中；

b.空气预热器数字孪生模型构建模块，基于该模块构建热力参数计算数字孪生模型，该模块具体包括：

几何模型，利用三维建模软件分别建立回转式空气预热器参数化三维模型，展现其形状、组成及装配关系；

物理模型，在建立的回转式空气预热器参数化三维模型基础上增加物理实体的物理属性、约束及特征；

行为模型，用于描述在外干扰及内部运行机制耦合作用下回转式空气预热器的实际运行状态；

规则模型，用于分析数据库中数据，总结得到的热力参数的计算规则；

c.回转式空气预热器状态监测及积灰预测模块，该模块具体包括：

回转式空气预热器状态监测模块，其基于实时数据采集与分析模块采集的空气预热器状态数据及热力参数信息数据，更新空气预热器数字孪生模型中回转式空气预热器参数化三维模型的尺寸、位置关系及运动状态；实现空气预热器实时状态的可视化展现，并同时将重要的信息数据转换为图表进行可视化显示；