[发明专利]燃煤锅炉燃烧动力场快速计算和实时显示系统

权利要求书

1.一种燃煤锅炉燃烧动力场快速计算和实时显示系统，其特征在于：包括依次通信连接的DCS数据处理模块、CFD数据库模块、预测计算模块和燃烧显示模块，

-所述DCS数据处理模块能够接收锅炉DCS系统的数据，获取锅炉运行工况数据并将其加工转化为综合工况信息，作为查询条件传输给所述CFD数据库模块；

-所述CFD数据库模块存储有锅炉在不同综合工况下的三维燃烧动力场数据，并接受来自DCS数据处理模块的综合工况信息，并根据该信息进行数据库查询，最终将查询到的三维燃烧动力场数据传递给预测计算模块；

-所述预测计算模块存储有基于神经网络的三维燃烧动力场预测计算程序和参数库，能够在CFD数据库模块中含有的综合工况数据的基础上对CFD数据库模块没有包含的综合工况下的三维燃烧动力场进行预测计算，并将计算得到的三维燃烧动力场数据传输给所述燃烧显示模块；

具体的预测计算方法为：选定某一综合工况作为基准工况，其他工况为目标工况，以基准工况下某一网格作为中心网格，以中心网格的面相邻网格中的燃烧动力场数据、中心网格编号和目标工况信息为输入，以该中心网格在目标工况下的燃烧动力场数据为输出，将上述输入和输出作为一组训练数据并记录，遍历所有网格并重复以上过程，直至构建好全部的训练数据，构建上述输入和输出间的神经网络模型并使用以上训练数据对神经网络模型进行训练，最后将训练好的神经网络模型存在预测计算模块中；

查询CFD数据库模块中的燃烧动力场数据，对CFD数据库模块未覆盖的工况进行燃烧动力场预测时，首先将该工况的综合工况信息、中心网格编号和前述基准工况下中心网格的面相邻网格中的燃烧动力场数据作为输入，并输入至上一步构建的预测计算模块的神经网络模型，模型的输出值即为该工况下该中心网格的燃烧动力场预测值，遍历所有网格并重复以上过程，即可获得该工况的燃烧动力场；

-所述燃烧显示模块能够对炉内任意点、面和三维区域内的三维燃烧动力场数据进行显示，并可与现场操作人员进行交互。

2.根据权利要求1所述的燃煤锅炉燃烧动力场快速计算和实时显示系统，其特征在于：所述CFD数据库模块设有两路数据输入端口，其中一数据输入端口能够接收DCS数据处理模块的综合工况信息、另一数据输入端口能够直接接收预测计算指令。

3.根据权利要求1所述的燃煤锅炉燃烧动力场快速计算和实时显示系统，其特征在于：所述CFD数据库模块设有两路数据输出端口，其中一数据输出端口与预测计算模块通信连接、另一数据输出端口与燃烧显示模块通信连接，并能够将查询到的三维燃烧动力场数据传递给预测计算模块或燃烧显示模块。

4.根据权利要求1所述的燃煤锅炉燃烧动力场快速计算和实时显示系统，其特征在于：所述DCS数据处理模块通过锅炉DCS系统获取的锅炉运行工况数据包括负荷、煤种、磨煤机工作状态和风门开度。

5.根据权利要求1所述的燃煤锅炉燃烧动力场快速计算和实时显示系统，其特征在于：所述DCS数据处理模块加工转化得到的综合工况信息包括给煤量、热值、燃烧器组合、配风方式和过量空气系数。

6.根据权利要求1所述的燃煤锅炉燃烧动力场快速计算和实时显示系统，其特征在于：所述CFD数据库模块存储的三维燃烧动力场数据包括气相速度场、固相速度场、气相温度场、固相温度场和化学组分场数据。

7.根据权利要求1所述的燃煤锅炉燃烧动力场快速计算和实时显示系统，其特征在于：所述燃烧显示模块的显示方式包括云图、矢量图、等高线图、柱状图、曲线图和报表。

8.根据权利要求1所述的燃煤锅炉燃烧动力场快速计算和实时显示系统，其特征在于：所述燃烧显示模块的显示介质包括显示屏、虚拟现实装置和增强虚拟现实装置。

9.根据权利要求1所述的燃煤锅炉燃烧动力场快速计算和实时显示系统，其特征在于：所述燃烧显示模块的交互方式包括鼠标键盘指令、动作和语音。