[发明专利]基于流场模拟的矩阵式烟气流量计布点优化方法和装置

说明书

本申请提出了一种基于流场模拟的矩阵式烟气流量计布点优化方法，涉及烟气流量计布点技术领域，其中，该方法包括：获取实际烟道的设计参数，并根据设计参数利用模拟软件对实际烟道进行CFD模拟，得到CFD模型；根据设计参数对烟道进行分类，根据不同的烟道类型设计不同的测点位置布点方案，得到多个断面位置和多个测点位置；根据多个断面位置和多个测点位置，通过枚举法找到最佳的断面位置和测点位置，得到最佳的多点矩阵式烟气流量计布点方案。本申请利用流场模拟软件对实际烟道进行建模，并以最小拟合测量误差和最少测点数量为优化目标，得到实际烟道中多点矩阵式烟气流量计的最佳测点位置。

技术领域

本申请涉及烟气流量计布点技术领域，尤其涉及一种基于流场模拟的矩阵式烟气流量计布点优化方法和装置。

背景技术

烟气流量计是火电厂烟气排放监测系统的重要组成部分，其稳定性和准确性对于衡量火电厂烟气排放量有至关重要的作用。火电厂烟气排放监测系统包括烟气取样装置、烟气分析仪、烟气流量计等。烟气取样装置是从烟道中获取烟气样品，输送到烟气分析仪分析NO_x、SO₂、CO₂等组分成分。烟气流量计能实时测量烟道的流速，从而计算得到烟气流量和各污染物组分的排放量。目前在燃煤电厂等高温、含酸、含尘这种恶劣环境中应用的流量计主要有3种类型：皮托管流量计、热式流量计及矩阵式流量计。由于矩阵式流量计包含多个测压点，稳定性和准确性均优于其他类型流量计。矩阵式流量计基于压差法原理，将矩阵式流量计放在烟道内，当烟气在烟道内流动时，迎风面气流的动能转换为压力，称为全压；背风面气流不受烟气冲击，成为静压，全压与静压之间的压差与烟气流速有正比例关系。

在火电厂锅炉烟道中，烟气流场情况非常复杂，直管段相对较短，且烟道的横截面积较大，负荷也极易多变，非常容易导致测量误差，难以通过较低的设备成本高精度的监测烟气流量。

发明内容

本申请旨在至少在一定程度上解决相关技术中的技术问题之一。

为此，本申请的第一个目的在于提出一种基于流场模拟的矩阵式烟气流量计布点优化方法，解决了现有方法难以通过较低的设备成本高精度的监测烟气流量的技术问题，利用流场模拟软件对实际烟道进行建模，并以最小拟合测量误差和最少测点数量为优化目标，得到实际烟道中多点矩阵式烟气流量计的最佳测点位置，从而能够通过较低的设备成本准确监测烟气流量。

本申请的第二个目的在于提出一种基于流场模拟的矩阵式烟气流量计布点优化装置。

本申请的第三个目的在于提出一种非临时性计算机可读存储介质。

为达上述目的，本申请第一方面实施例提出了一种基于流场模拟的矩阵式烟气流量计布点优化方法，包括：获取实际烟道的设计参数，并根据设计参数利用模拟软件对实际烟道进行CFD模拟，得到CFD模型；根据设计参数对烟道进行分类，根据不同的烟道类型设计不同的测点位置布点方案，得到多个断面位置和多个测点位置；根据多个断面位置和多个测点位置，通过枚举法找到最佳的断面位置和测点位置，得到最佳的多点矩阵式烟气流量计布点方案。

可选地，在本申请的一个实施例中，根据设计参数对烟道进行分类，根据不同的烟道类型设计不同的测点位置布点方案，得到多个断面位置和多个测点位置，包括：

根据设计参数，得到烟道为圆形烟道；

根据圆形烟道的直径和高，得到多个断面位置；

在圆形烟道的断面的中心位置安置一个测点，将圆形烟道的断面划分为a个等面积的同心圆，并在各个同心圆的等面积中心线上安置b个测点位置，其中，a是0到第一预设数量中的整数，b为2到第二预设数量中的整数；

其中，断面位置表示为：

4D≤M≤H-2D

其中，D表示圆形烟道的直径，H表示圆形烟道的高，M表示断面位置到圆形烟道上游的距离；