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专利名称：风道风量的检测方法和装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种风道风量的检测方法和装置，尤其涉及一种对一次风道进行一次 风量的检测方法和装置。
背景技术：
对于一次风道，尤其是大型电站锅炉中的一次风道的一次风量的检测是非常重要 的，因为一次风量对于燃烧有很重要的意义，不仅涉及到机组的运行安全，还涉及到机组的 节能优化。现有的中速磨煤机的电站锅炉制粉系统中，一般都是使用非标测速元件(如机翼 式风量测量装置、文丘里流量计、阿牛巴流量计等)在磨煤机的入口烟道进行一次风量的测量。

图1为一电厂内中速磨煤机制粉系统采用的一次风道的示意图，如图1所示，入口 91为热风入口，入口 92为冷风入口，出口 93连接磨煤机入口，虚线94即测速元件所在的截面。这些非标测速元件可以是单点或几点测量，测量原理是假设测量元件前后一次 风管道直管段足够长，流场已经充分发展，且流场稳定，这样单点或几点测量可以代表整个 管道截面上一次风量的测量。以文丘里流量计为例，其是一种差压式流量测量仪表，通常作为单点测量元件。图 2为现有技术的文丘里流量计的机构示意图。如图2所示，文丘里流量计是伯努利方程为基 础的流量测量方法，其基本的直接测量量仍是节流件前后的差压，然后根据公式(1)的原 理计算通过文丘里管的流量。在均勻流场内，此单点的测量结果可代表整个风道截面上的 测量结果，则最后再根据此结果可计算而得整个风道截面内的风量。
权利要求
1.一种风道风量的检测方法，其特征在于，所述方法包括获取风道的几何尺寸数据；根据所述风道的几何尺寸数据将所述风道划分为多个用于风道检测的检测网格；检测所述风道入口一次风数据；根据检测到的所述风道入口一次风数据得到每个检测网格中的网格节点的一次风数据；根据所述每个检测网格中的网格节点的一次风数据得到所述的风道风量。
2.根据权利要求1所述的风道风量的检测方法，其特征在于，所述根据所述风道的几 何尺寸数据将所述风道划分为多个用于风道检测的检测网格具体包括根据所述风道的几 何尺寸数据和风道的流体力学特性按照网格法将所述风道划分为多个用于风道检测的检 测网格。
3.根据权利要求2所述的风道风量的检测方法，其特征在于，所述根据所述每个网格 中的网格节点的一次风数据得到所述的风道风量具体包括将所述每个检测网格中的网格 节点的一次风数据进行加权叠加处理得到所述的风道风量。
4.根据权利要求3所述的风道风量的检测方法，其特征在于，所述根据所述风道的几 何尺寸数据和风道的流体力学特性按照网格法将所述风道划分为多个用于风道检测的检 测网格具体包括按照所述风道的尺寸数据建立所述风道的实体模型；将所述风道的实体模型按照流体力学特性划分为多个具有网格节点的模型网格。
5.根据权利要求4所述的风道风量的检测方法，其特征在于，所述根据检测到的所述 风道入口一次风数据得到每个检测网格中的网格节点的一次风数据具体包括根据流体力 学方程按照求解压力耦合的半隐SIMPLE算法、修正的SIMPLE算法、外推的SIMPLE算法或 压力的隐式算子分割算法，利用所述检测到的所述风道入口一次风数据进行迭代处理得到 所述风道的模型网格的每个网络节点的一次风数据，从而得到所述风道的每个检测网络的 网络节点的一次风数据。
6.根据权利要求4所述的风道风量的检测方法，其特征在于，所述将所述每个检测网 格中的网格节点的一次风数据进行加权叠加处理得到所述的风道风量具体包括将所述每 个检测网格中的网格节点对应的模型网格的网格节点的一次风数据按面积进行加权叠加 处理得到所述风道风量。
7.根据权利要求4所述的风道风量的检测方法，其特征在于，所述得到每个检测网格 的网格节点的一次风数据之前还包括对流动状态的选择、控制方程的选择、差分格式的设 置、迭代算法的设置、松弛因子的设置和收敛条件的设定。
8.根据权利要求7所述的风道风量的检测方法，其特征在于，所述差分格式具体为中 心差分、迎风差分、指数格式、乘方格式或混合格式。
9.根据权利要求5所述的风道风量的检测方法，其特征在于，所述根据流体力学方程 利用所述检测到的风道入口一次风数据进行迭代处理具体包括根据如下稳态下的不可压 缩流体的控制方程连续性方程div(U) = 0
10.根据权利要求9所述的风道风量的检测方法，其特征在于还包括根据湍流方程，所述湍流方程为标准k- ε方程
11.根据权利要求1所述的风道风量的检测方法，其特征在于，所述方法还包括将所 述的风道风量与测量得到的风道风量相比，得到修正系数，利用该修正系数对所述的风道 风量进行修正处理。
12.一种风道风量的检测装置，其特征在于，所述装置包括获取单元，用于获取风道的几何尺寸数据；划分单元，用于根据所述风道的几何尺寸数据将所述风道划分为多个用于风道检测的 检测网格；检测单元，用于检测所述风道入口一次风数据；一次风数据处理单元，用于根据检测到的所述风道入口一次风数据得到每个检测网格 中的网格节点的一次风数据；风道风量处理单元，用于根据所述每个检测网格中的网格节点的一次风数据得到所述 的风道风量。
13.根据权利要求12所述的风道风量的检测装置，其特征在于，所述划分单元具体用 于根据所述风道的几何尺寸数据和风道的流体力学特性按照网格法将所述风道划分为多 个用于风道检测的检测网格。
14.根据权利要求13所述的风道风量的检测装置，其特征在于，所述风道风量处理单 元具体用于将所述每个检测网格中的网格节点的一次风数据进行加权叠加处理得到所述 的风道风量。
15.根据权利要求14所述的风道风量的检测装置，其特征在于，所述划分单元具体包括模型建立子单元，用于按照所述风道的尺寸数据建立所述风道的实体模型；网格划分子单元，具体用于将所述风道的实体模型按照流体力学特性划分为多个具有 网格节点的模型网格。
16.根据权利要求15所述的风道风量的检测装置，其特征在于，所述一次风数据处理 单元具体用于根据流体力学方程按照SIMPLE算法、修正的SIMPLE算法、外推的SIMPLE算 法或压力的隐式算子分割算法，利用所述检测到的所述风道入口一次风数据进行迭代处理 得到所述风道的实体模型的模型网格的每个网络节点的一次风数据，从而得到所述风道的 每个检测网络的网络节点的一次风数据。
17.根据权利要求15所述的风道风量的检测装置，其特征在于，所述风道风量处理单 元具体用于将所述每个检测网格所对应的网格节点的一次风数据按面积进行加权叠加处 理得到所述风道风量。
18.根据权利要求15所述的风道风量的检测装置，其特征在于，所述网格划分子单元 具体用于将所述每个检测网格中的网格节点对应的模型网格的网格节点的一次风数据按 面积进行加权叠加处理得到所述风道风量。
19.根据权利要求15所述的风道风量的检测装置，其特征在于，所述装置还包括设定 单元，用于对流动状态的选择、控制方程的选择、差分格式的设置、迭代算法的设置、松弛因 子的设置和收敛条件的设定。
20.根据权利要求16所述的风道风量的检测装置，其特征在于，所述一次风数据处理 单元具体用于根据如下稳态下的不可压缩流体的控制方程连续性方程
21.根据权利要求20所述的风道风量的检测装置，其特征在于，所述一次风数据处理 单元还用于根据湍流方程，所述湍流方程为标准k- ε方程k方程
22.根据权利要求12所述的风道风量的检测装置，其特征在于，所述装置还包括修正 单元，用于将所述的风道风量与测量得到的风道风量相比，得到修正系数，利用该修正系数 对所述的风道风量进行修正处理。
全文摘要
本发明提供了一种风道风量的检测方法和装置，所述方法包括获取风道的几何尺寸数据；根据所述风道的几何尺寸数据将所述风道划分为多个用于风道检测的检测网格；检测所述风道入口一次风数据；根据检测到的所述风道入口一次风数据得到每个检测网格中的网格节点的一次风数据；根据所述每个检测网格中的网格节点的一次风数据得到所述的风道风量。本发明的风道风量的检测方法和装置，利用CFD技术实现了在低成本的情况下，对一次风道的一次风量的准确检测。
文档编号G01M10/00GK102116656SQ20101003390
公开日2011年7月6日 申请日期2010年1月6日 优先权日2010年1月6日
发明者张清峰, 朱宪然, 赵振宁 申请人:华北电力科学研究院有限责任公司