專利名稱：風(fēng)道風(fēng)量的檢測方法和裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種風(fēng)道風(fēng)量的檢測方法和裝置，尤其涉及一種對(duì)一次風(fēng)道進(jìn)行一次 風(fēng)量的檢測方法和裝置。
背景技術(shù)：
對(duì)于一次風(fēng)道，尤其是大型電站鍋爐中的一次風(fēng)道的一次風(fēng)量的檢測是非常重要 的，因?yàn)橐淮物L(fēng)量對(duì)于燃燒有很重要的意義，不僅涉及到機(jī)組的運(yùn)行安全，還涉及到機(jī)組的 節(jié)能優(yōu)化?，F(xiàn)有的中速磨煤機(jī)的電站鍋爐制粉系統(tǒng)中，一般都是使用非標(biāo)測速元件(如機(jī)翼 式風(fēng)量測量裝置、文丘里流量計(jì)、阿牛巴流量計(jì)等)在磨煤機(jī)的入口煙道進(jìn)行一次風(fēng)量的測量。

圖1為一電廠內(nèi)中速磨煤機(jī)制粉系統(tǒng)采用的一次風(fēng)道的示意圖，如圖1所示，入口 91為熱風(fēng)入口，入口 92為冷風(fēng)入口，出口 93連接磨煤機(jī)入口，虛線94即測速元件所在的截面。這些非標(biāo)測速元件可以是單點(diǎn)或幾點(diǎn)測量，測量原理是假設(shè)測量元件前后一次 風(fēng)管道直管段足夠長，流場已經(jīng)充分發(fā)展，且流場穩(wěn)定，這樣單點(diǎn)或幾點(diǎn)測量可以代表整個(gè) 管道截面上一次風(fēng)量的測量。以文丘里流量計(jì)為例，其是一種差壓式流量測量儀表，通常作為單點(diǎn)測量元件。圖 2為現(xiàn)有技術(shù)的文丘里流量計(jì)的機(jī)構(gòu)示意圖。如圖2所示，文丘里流量計(jì)是伯努利方程為基 礎(chǔ)的流量測量方法，其基本的直接測量量仍是節(jié)流件前后的差壓，然后根據(jù)公式(1)的原 理計(jì)算通過文丘里管的流量。在均勻流場內(nèi)，此單點(diǎn)的測量結(jié)果可代表整個(gè)風(fēng)道截面上的 測量結(jié)果，則最后再根據(jù)此結(jié)果可計(jì)算而得整個(gè)風(fēng)道截面內(nèi)的風(fēng)量。
權(quán)利要求
1.一種風(fēng)道風(fēng)量的檢測方法，其特征在于，所述方法包括獲取風(fēng)道的幾何尺寸數(shù)據(jù)；根據(jù)所述風(fēng)道的幾何尺寸數(shù)據(jù)將所述風(fēng)道劃分為多個(gè)用于風(fēng)道檢測的檢測網(wǎng)格；檢測所述風(fēng)道入口一次風(fēng)數(shù)據(jù)；根據(jù)檢測到的所述風(fēng)道入口一次風(fēng)數(shù)據(jù)得到每個(gè)檢測網(wǎng)格中的網(wǎng)格節(jié)點(diǎn)的一次風(fēng)數(shù)據(jù)；根據(jù)所述每個(gè)檢測網(wǎng)格中的網(wǎng)格節(jié)點(diǎn)的一次風(fēng)數(shù)據(jù)得到所述的風(fēng)道風(fēng)量。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的風(fēng)道風(fēng)量的檢測方法，其特征在于，所述根據(jù)所述風(fēng)道的幾 何尺寸數(shù)據(jù)將所述風(fēng)道劃分為多個(gè)用于風(fēng)道檢測的檢測網(wǎng)格具體包括根據(jù)所述風(fēng)道的幾 何尺寸數(shù)據(jù)和風(fēng)道的流體力學(xué)特性按照網(wǎng)格法將所述風(fēng)道劃分為多個(gè)用于風(fēng)道檢測的檢 測網(wǎng)格。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的風(fēng)道風(fēng)量的檢測方法，其特征在于，所述根據(jù)所述每個(gè)網(wǎng)格 中的網(wǎng)格節(jié)點(diǎn)的一次風(fēng)數(shù)據(jù)得到所述的風(fēng)道風(fēng)量具體包括將所述每個(gè)檢測網(wǎng)格中的網(wǎng)格 節(jié)點(diǎn)的一次風(fēng)數(shù)據(jù)進(jìn)行加權(quán)疊加處理得到所述的風(fēng)道風(fēng)量。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的風(fēng)道風(fēng)量的檢測方法，其特征在于，所述根據(jù)所述風(fēng)道的幾 何尺寸數(shù)據(jù)和風(fēng)道的流體力學(xué)特性按照網(wǎng)格法將所述風(fēng)道劃分為多個(gè)用于風(fēng)道檢測的檢 測網(wǎng)格具體包括按照所述風(fēng)道的尺寸數(shù)據(jù)建立所述風(fēng)道的實(shí)體模型；將所述風(fēng)道的實(shí)體模型按照流體力學(xué)特性劃分為多個(gè)具有網(wǎng)格節(jié)點(diǎn)的模型網(wǎng)格。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的風(fēng)道風(fēng)量的檢測方法，其特征在于，所述根據(jù)檢測到的所述 風(fēng)道入口一次風(fēng)數(shù)據(jù)得到每個(gè)檢測網(wǎng)格中的網(wǎng)格節(jié)點(diǎn)的一次風(fēng)數(shù)據(jù)具體包括根據(jù)流體力 學(xué)方程按照求解壓力耦合的半隱SIMPLE算法、修正的SIMPLE算法、外推的SIMPLE算法或 壓力的隱式算子分割算法，利用所述檢測到的所述風(fēng)道入口一次風(fēng)數(shù)據(jù)進(jìn)行迭代處理得到 所述風(fēng)道的模型網(wǎng)格的每個(gè)網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)的一次風(fēng)數(shù)據(jù)，從而得到所述風(fēng)道的每個(gè)檢測網(wǎng)絡(luò)的 網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)的一次風(fēng)數(shù)據(jù)。
6.根據(jù)權(quán)利要求4所述的風(fēng)道風(fēng)量的檢測方法，其特征在于，所述將所述每個(gè)檢測網(wǎng) 格中的網(wǎng)格節(jié)點(diǎn)的一次風(fēng)數(shù)據(jù)進(jìn)行加權(quán)疊加處理得到所述的風(fēng)道風(fēng)量具體包括將所述每 個(gè)檢測網(wǎng)格中的網(wǎng)格節(jié)點(diǎn)對(duì)應(yīng)的模型網(wǎng)格的網(wǎng)格節(jié)點(diǎn)的一次風(fēng)數(shù)據(jù)按面積進(jìn)行加權(quán)疊加 處理得到所述風(fēng)道風(fēng)量。
7.根據(jù)權(quán)利要求4所述的風(fēng)道風(fēng)量的檢測方法，其特征在于，所述得到每個(gè)檢測網(wǎng)格 的網(wǎng)格節(jié)點(diǎn)的一次風(fēng)數(shù)據(jù)之前還包括對(duì)流動(dòng)狀態(tài)的選擇、控制方程的選擇、差分格式的設(shè) 置、迭代算法的設(shè)置、松弛因子的設(shè)置和收斂條件的設(shè)定。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的風(fēng)道風(fēng)量的檢測方法，其特征在于，所述差分格式具體為中 心差分、迎風(fēng)差分、指數(shù)格式、乘方格式或混合格式。
9.根據(jù)權(quán)利要求5所述的風(fēng)道風(fēng)量的檢測方法，其特征在于，所述根據(jù)流體力學(xué)方程 利用所述檢測到的風(fēng)道入口一次風(fēng)數(shù)據(jù)進(jìn)行迭代處理具體包括根據(jù)如下穩(wěn)態(tài)下的不可壓 縮流體的控制方程連續(xù)性方程div(U) = 0
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的風(fēng)道風(fēng)量的檢測方法，其特征在于還包括根據(jù)湍流方程，所述湍流方程為標(biāo)準(zhǔn)k- ε方程
11.根據(jù)權(quán)利要求1所述的風(fēng)道風(fēng)量的檢測方法，其特征在于，所述方法還包括將所 述的風(fēng)道風(fēng)量與測量得到的風(fēng)道風(fēng)量相比，得到修正系數(shù)，利用該修正系數(shù)對(duì)所述的風(fēng)道 風(fēng)量進(jìn)行修正處理。
12.一種風(fēng)道風(fēng)量的檢測裝置，其特征在于，所述裝置包括獲取單元，用于獲取風(fēng)道的幾何尺寸數(shù)據(jù)；劃分單元，用于根據(jù)所述風(fēng)道的幾何尺寸數(shù)據(jù)將所述風(fēng)道劃分為多個(gè)用于風(fēng)道檢測的 檢測網(wǎng)格；檢測單元，用于檢測所述風(fēng)道入口一次風(fēng)數(shù)據(jù)；一次風(fēng)數(shù)據(jù)處理單元，用于根據(jù)檢測到的所述風(fēng)道入口一次風(fēng)數(shù)據(jù)得到每個(gè)檢測網(wǎng)格 中的網(wǎng)格節(jié)點(diǎn)的一次風(fēng)數(shù)據(jù)；風(fēng)道風(fēng)量處理單元，用于根據(jù)所述每個(gè)檢測網(wǎng)格中的網(wǎng)格節(jié)點(diǎn)的一次風(fēng)數(shù)據(jù)得到所述 的風(fēng)道風(fēng)量。
13.根據(jù)權(quán)利要求12所述的風(fēng)道風(fēng)量的檢測裝置，其特征在于，所述劃分單元具體用 于根據(jù)所述風(fēng)道的幾何尺寸數(shù)據(jù)和風(fēng)道的流體力學(xué)特性按照網(wǎng)格法將所述風(fēng)道劃分為多 個(gè)用于風(fēng)道檢測的檢測網(wǎng)格。
14.根據(jù)權(quán)利要求13所述的風(fēng)道風(fēng)量的檢測裝置，其特征在于，所述風(fēng)道風(fēng)量處理單 元具體用于將所述每個(gè)檢測網(wǎng)格中的網(wǎng)格節(jié)點(diǎn)的一次風(fēng)數(shù)據(jù)進(jìn)行加權(quán)疊加處理得到所述 的風(fēng)道風(fēng)量。
15.根據(jù)權(quán)利要求14所述的風(fēng)道風(fēng)量的檢測裝置，其特征在于，所述劃分單元具體包括模型建立子單元，用于按照所述風(fēng)道的尺寸數(shù)據(jù)建立所述風(fēng)道的實(shí)體模型；網(wǎng)格劃分子單元，具體用于將所述風(fēng)道的實(shí)體模型按照流體力學(xué)特性劃分為多個(gè)具有 網(wǎng)格節(jié)點(diǎn)的模型網(wǎng)格。
16.根據(jù)權(quán)利要求15所述的風(fēng)道風(fēng)量的檢測裝置，其特征在于，所述一次風(fēng)數(shù)據(jù)處理 單元具體用于根據(jù)流體力學(xué)方程按照SIMPLE算法、修正的SIMPLE算法、外推的SIMPLE算 法或壓力的隱式算子分割算法，利用所述檢測到的所述風(fēng)道入口一次風(fēng)數(shù)據(jù)進(jìn)行迭代處理 得到所述風(fēng)道的實(shí)體模型的模型網(wǎng)格的每個(gè)網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)的一次風(fēng)數(shù)據(jù)，從而得到所述風(fēng)道的 每個(gè)檢測網(wǎng)絡(luò)的網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)的一次風(fēng)數(shù)據(jù)。
17.根據(jù)權(quán)利要求15所述的風(fēng)道風(fēng)量的檢測裝置，其特征在于，所述風(fēng)道風(fēng)量處理單 元具體用于將所述每個(gè)檢測網(wǎng)格所對(duì)應(yīng)的網(wǎng)格節(jié)點(diǎn)的一次風(fēng)數(shù)據(jù)按面積進(jìn)行加權(quán)疊加處 理得到所述風(fēng)道風(fēng)量。
18.根據(jù)權(quán)利要求15所述的風(fēng)道風(fēng)量的檢測裝置，其特征在于，所述網(wǎng)格劃分子單元 具體用于將所述每個(gè)檢測網(wǎng)格中的網(wǎng)格節(jié)點(diǎn)對(duì)應(yīng)的模型網(wǎng)格的網(wǎng)格節(jié)點(diǎn)的一次風(fēng)數(shù)據(jù)按 面積進(jìn)行加權(quán)疊加處理得到所述風(fēng)道風(fēng)量。
19.根據(jù)權(quán)利要求15所述的風(fēng)道風(fēng)量的檢測裝置，其特征在于，所述裝置還包括設(shè)定 單元，用于對(duì)流動(dòng)狀態(tài)的選擇、控制方程的選擇、差分格式的設(shè)置、迭代算法的設(shè)置、松弛因 子的設(shè)置和收斂條件的設(shè)定。
20.根據(jù)權(quán)利要求16所述的風(fēng)道風(fēng)量的檢測裝置，其特征在于，所述一次風(fēng)數(shù)據(jù)處理 單元具體用于根據(jù)如下穩(wěn)態(tài)下的不可壓縮流體的控制方程連續(xù)性方程
21.根據(jù)權(quán)利要求20所述的風(fēng)道風(fēng)量的檢測裝置，其特征在于，所述一次風(fēng)數(shù)據(jù)處理 單元還用于根據(jù)湍流方程，所述湍流方程為標(biāo)準(zhǔn)k- ε方程k方程
22.根據(jù)權(quán)利要求12所述的風(fēng)道風(fēng)量的檢測裝置，其特征在于，所述裝置還包括修正 單元，用于將所述的風(fēng)道風(fēng)量與測量得到的風(fēng)道風(fēng)量相比，得到修正系數(shù)，利用該修正系數(shù) 對(duì)所述的風(fēng)道風(fēng)量進(jìn)行修正處理。
全文摘要
本發(fā)明提供了一種風(fēng)道風(fēng)量的檢測方法和裝置，所述方法包括獲取風(fēng)道的幾何尺寸數(shù)據(jù)；根據(jù)所述風(fēng)道的幾何尺寸數(shù)據(jù)將所述風(fēng)道劃分為多個(gè)用于風(fēng)道檢測的檢測網(wǎng)格；檢測所述風(fēng)道入口一次風(fēng)數(shù)據(jù)；根據(jù)檢測到的所述風(fēng)道入口一次風(fēng)數(shù)據(jù)得到每個(gè)檢測網(wǎng)格中的網(wǎng)格節(jié)點(diǎn)的一次風(fēng)數(shù)據(jù)；根據(jù)所述每個(gè)檢測網(wǎng)格中的網(wǎng)格節(jié)點(diǎn)的一次風(fēng)數(shù)據(jù)得到所述的風(fēng)道風(fēng)量。本發(fā)明的風(fēng)道風(fēng)量的檢測方法和裝置，利用CFD技術(shù)實(shí)現(xiàn)了在低成本的情況下，對(duì)一次風(fēng)道的一次風(fēng)量的準(zhǔn)確檢測。
文檔編號(hào)G01M10/00GK102116656SQ20101003390
公開日2011年7月6日 申請(qǐng)日期2010年1月6日 優(yōu)先權(quán)日2010年1月6日
發(fā)明者張清峰, 朱憲然, 趙振寧 申請(qǐng)人:華北電力科學(xué)研究院有限責(zé)任公司