CN113887155A - 一种锅炉炉膛数值模拟与水动力协同集成计算方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种锅炉炉膛数值模拟协同水动力集成计算方法，通过炉膛数值模拟与水动力协同集成计算方法，通过炉膛燃烧数值模拟计算，可以准确得到炉内燃烧状况和热负荷分布情况。数值模拟计算可以为水动力计算提供可靠的计算依据，确保水动力输入热流密度等数据的准确性。通过水动力计算可以为数值模拟的炉膛壁面提供计算边界条件。水动力计算结果输出的水冷壁壁温分布可以作为数值模拟计算的壁面边界条件，进一步提高炉膛燃烧数值模拟的准确性。计算结果能够指导锅炉进一步运行调整和设计改造，提出切合实际的改进措施，确保锅炉在深度调峰负荷和掺烧复杂燃料时安全运行。

Description

一种锅炉炉膛数值模拟与水动力协同集成计算方法

技术领域

本发明属于火电机组的锅炉领域，具体涉及一种锅炉炉膛数值模拟协同水动力集成计算方法。

背景技术

在“双碳目标”下，国内燃煤机组频繁参与调峰，以提高新能源消纳能力，频繁调峰要求机组负荷响应速率快，并具备快速启停调峰能力，使得机组运行工况复杂，深度调峰期间锅炉运行偏离设计工况。加之燃料成本引起的煤种复杂多变，同时为了实现生物质减量化、资源化和无害化，更多电厂参与燃煤耦合生物质发电技改，这使电站锅炉炉内燃烧和热负荷情况更为复杂。

上述现象造成锅炉出现不同程度的燃烧恶化、结焦结渣、水冷壁工质流量偏差等问题，易导致受热面超温甚至爆管。

发明内容

本发明的目的在于提供了一种锅炉炉膛数值模拟与水动力协同集成计算方法，该方法针对目前锅炉出现的水冷壁超温、爆管等问题，通过数值模拟计算得到炉内燃烧状况，利用数值模拟的燃烧热负荷进行水动力计算，从而得到水冷壁管的流量分布、金属壁温分布等，分析并提出解决超温等问题的设计及运行对策。

为达到上述目的，本发明采用如下技术方案来实现的：

一种锅炉炉膛数值模拟与水动力协同集成计算方法，包括以下步骤：

步骤一、锅炉燃烧摸底基础试验

在燃煤电站锅炉进行燃烧摸底基础试验，得到数值计算的边界条件；

步骤二、数值模拟建模和水动力计算建模

根据锅炉燃烧摸底基础试验，进行水动力计算建模和炉膛数值模拟建模；

步骤三、全炉膛数值模拟

假定锅炉炉膛水冷壁面温度分布，记为t_{金属壁面温度k}，进行全炉膛数值模拟，输出沿炉膛墙面高度方向的热流密度分布和炉膛水平截面热流密度分布；

步骤四、锅炉水动力计算

根据全炉膛数值模拟结果及输出的沿炉膛墙面高度方向的热流密度分布和炉膛水平截面热流密度分布，拟定锅炉水冷壁沿炉膛高度方向热负荷和吸热偏差系数，进行水动力计算；

步骤五、吸热偏差系数修正

由锅炉实测试验所得的水冷壁管出口温度分布和水动力计算结果进行比较，如果计算与实测温度数据误差大于10％，则用实测温度数据对吸热偏差系数进行修正，得到修正吸热偏差系数后重新进行水动力计算，直至计算误差小于10％后，进行下一步计算；

步骤六、输出数值计算结果

完成水动力计算后，则输出炉膛内受热管单管流量分布、压降分布、各个流动回路出口温度分布、焓值分布和炉膛受热金属壁温分布，记为t_{金属壁面温度k+1}，比较“t_{金属壁面温度k+1}”和“t_{金属壁面温度k}”，若“t_{金属壁面温度k+1}”和“t_{金属壁面温度k}”之差小于设定值ε，则所有计算结束，得到炉膛数值模拟和水动力计算结果。

本发明进一步的改进在于，步骤六还包括：若“t_{金属壁面温度k+1}”和“t_{金属壁面温度k}”之差大于设定值ε，则将t_{金属壁面温度k+1}赋值给数值计算的壁温边界条件，重复步骤三、四、五、六，直至“t_{金属壁面温度k+1}”和“t_{金属壁面温度k}”之差小于设定值ε。

本发明进一步的改进在于，步骤一中，具体包括：

试验目的在于测定锅炉目前运行状况及特性，并以此作为后续调整和优化改造的相对比较基准；观测汽水系统、脱硝系统、受热面、送风机、一次风机、引风机、空预器、给水泵、凝结水泵和控制系统主要性能参数；记录锅炉上、下炉膛壁温测点数据，保证各受热面温度在安全范围内；试验记录锅炉主要运行参数，实测粉管风速和煤粉分配，实测SCR进口及空预器出口氧量、烟温、CO浓度、NO浓度及大气参数，并采集原煤、飞灰和炉渣样品，具体试验细则根据电站锅炉试验相关试验标准执行。

本发明进一步的改进在于，步骤二中，所述水动力计算建模，按照相关计算标准执行。

本发明进一步的改进在于，步骤二中，炉膛数值模拟建模按照常用燃烧模拟商业软件计算方法进行。

本发明进一步的改进在于，步骤三中，所述全炉膛数值模拟，网格划分进行网格质量、网格无关性验证，计算模型选取、边界条件设定结合实际试验参数确定。

本发明进一步的改进在于，步骤五中，完成基础模拟试验后，根据记录水冷壁壁温测点温度大小分布拟合炉膛宽度、深度方向吸热偏差系数，具体拟合方法如下所示：

根据壁温测点的温度数值推算各测点代表水冷壁管内对应位置工质焓值大小，但各测点位置水冷壁管内工质压力未知，根据低负荷汽水分离器位置压力值作为参考，统一假设水冷壁测点位置处工质压力，得到各测点处水冷壁管工质焓值大小分布，再根据水冷壁入口位置焓值大小，得到每个测点位置焓值增大的差值大小，将每个测点位置的焓增与平均焓增之比作为吸热偏差系数；

Δh_i＝f(t_i，p)-h入口

式中Δh_i为第i测点对应水冷壁管的焓值增量，t_i为第i测点对应的水冷壁管实测温度，i表示测点编号，p为水冷壁出口位置实测压力，h_入口为水冷壁入口位置工质焓值，由省煤器出口工质参数决定；

式中

为水冷壁管焓值增量的平均值，i表示测点编号，N为测点总数，Δh_i为第i测点对应水冷壁管的焓值增量；

式中η_i为第i测点位置处水冷壁管吸热偏差系数，i表示测点编号；

而吸热偏差η_i又是与热负荷偏差η_t、各管流量偏差η_q以及结构偏差η_s有关：

η_i＝η_tη_q/η_s

在初步计算时，假设各管流量偏差和结构偏差均相同，则吸热偏差与热负荷偏差近似相等。

本发明进一步的改进在于，步骤四、五中，所述水动力计算方法按照相关计算标准执行，得到初步计算结果，根据计算得到各水冷壁管出口温度，比较低负荷水冷壁管实测温度和计算值的误差，如果误差大于10％，则用计算得到的流量偏差修正和吸热偏差修正热负荷偏差，再代入重新计算，只至水冷壁管出口温度误差小于10％。

本发明进一步的改进在于，步骤六中，所述温度误差小于10％后，根据输出计算结果，比较步骤三中所用金属壁温分布和计算所得金属壁温分布的差值大小，若大于设定误差，则再重新将水动力计算输出金属壁温分布赋值给数值模拟计算边界条件，重新返回步骤三开始迭代计算，直至误差小于设定值，输出所有数值模拟计算结果和水动力计算结果。

本发明至少具有如下有益的技术效果：

现役火电机组响应国家政策号召，机组锅炉参与深度调峰偏离设计工况运行，掺烧复杂燃料等造成锅炉出现不同程度的超温、爆管等问题。通过炉膛数值模拟与水动力协同集成计算方法，能够得到影响锅炉超温等问题的关键因素，并提出切合实际的改进措施，确保锅炉在深度调峰负荷和掺烧复杂燃料时安全运行。

具体而言，本发明具有以下优点：

(1)通过燃烧摸底试验，可以准确得到锅炉存在的问题所在，同时掌握锅炉实际运行基础数据，为数值计算提供可靠的依据。

(2)通过炉膛燃烧数值模拟计算，可以准确得到炉内燃烧状况和热负荷分布情况。因炉内热负荷数据实测比较困难，而且准确性难以保证，数值模拟计算可以为水动力计算提供可靠的计算依据，确保水动力输入热流密度等数据的准确性。

(3)通过水动力计算可以为数值模拟的炉膛壁面提供计算边界条件。在以往的炉膛燃烧数值计算中，水冷壁墙面往往假定为某一定温度的边界条件，水动力计算结果输出的水冷壁壁温分布可以作为数值模拟计算的壁面边界条件，进一步提高炉膛燃烧数值模拟的准确性。

(4)通过协同计算研究，可针对燃煤电站深度调峰锅炉，能够校核低负荷炉内燃烧和水动力安全特性，并提出锅炉水冷壁优化设计方案及运行对策；针对水冷壁壁温偏差较大的燃煤电站锅炉，能够校核计算不同工况燃烧和水动力特性，并提出锅炉水冷壁优化设计方案及运行对策。针对燃煤机组生物质耦合发电项目，可以研究分析掺烧生物质对锅炉燃烧和水动力影响，并提出设计运行对策。总体实现锅炉安全稳定运行的目标。

附图说明

图1为本发明的一种锅炉炉膛数值模拟与水动力协同集成计算方法的流程示意图。

图2为数值模拟建模网格示意图，其中图2(a)为炉膛模型，图2(b)为XZ平面网格，图2(c)为YZ平面网格。

图3为水动力计算水冷壁流动系统示意图。

图4为炉膛温度分布示意图。

图5为炉膛热负荷分布意图，其中图5(a)根据炉膛相对高度，图5(b)根据炉膛相对高度或深度。

图6为计算误差分析示意图。

图7为水动力计算金属壁温分布示意图。

具体实施方式

下面将参照附图更详细地描述本公开的示例性实施例。虽然附图中显示了本公开的示例性实施例，然而应当理解，可以以各种形式实现本公开而不应被这里阐述的实施例所限制。相反，提供这些实施例是为了能够更透彻地理解本公开，并且能够将本公开的范围完整的传达给本领域的技术人员。需要说明的是，在不冲突的情况下，本发明中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。下面将参考附图并结合实施例来详细说明本发明。

如图1所示，本发明所述的一种锅炉炉膛数值模拟与水动力协同集成计算方法，需要在计算之前进行燃煤机组锅炉燃烧摸底基础试验，在试验阶段主要测试锅炉运行总体情况，得到数值计算的边界条件。

试验目的在于测定锅炉目前运行状况及特性，并以此作为后续调整和优化改造的相对比较基准。观测汽水系统、脱硝系统、受热面、送风机、一次风机、引风机、空预器、给水泵、凝结水泵和控制系统主要性能参数；记录锅炉上、下炉膛壁温测点数据，保证各受热面温度在安全范围内。试验记录锅炉主要运行参数，实测粉管风速和煤粉分配，实测SCR进口及空预器出口氧量、烟温、CO浓度、NO浓度及大气参数等，并采集原煤、飞灰、炉渣样品。具体试验细则根据电站锅炉试验相关试验标准执行。

本发明提供的一种锅炉炉膛数值模拟与水动力协同集成计算方法，如图1具体包括以下步骤：

步骤一、锅炉燃烧摸底基础试验

在燃煤电站锅炉进行燃烧摸底基础试验，在试验阶段主要测试锅炉运行总体情况，包括制粉系统摸底、锅炉性能等试验内容，记录水冷壁出口温度数据，了解锅炉存在的主要问题，并检查各系统运行状态是否正常，得到数值计算的边界条件。

步骤二、数值模拟建模和水动力计算建模

根据锅炉燃烧摸底基础试验，进行水动力计算建模，包含水冷壁系统工作条件参数确定、水冷壁系统计算回路的划分、回路管段划分等，同步根据燃烧器结构数据、燃料特性和测试风量等试验基础数据进行炉膛数值模拟建模，对整个炉膛进行网格划分和计算边界条件设置。

步骤三、全炉膛数值模拟

假定锅炉炉膛水冷壁面温度分布(记为t_{金属壁面温度k})，进行全炉膛数值模拟。按照试验工况或优化工况进行燃烧数值模拟，观察全炉膛燃烧状况并输出沿炉膛墙面高度方向的热流密度分布和炉膛水平截面热流密度分布。

步骤四、锅炉水动力计算

根据全炉膛数值模拟结果及输出的沿炉膛墙面高度方向的热流密度分布和炉膛水平截面热流密度分布，拟定锅炉水冷壁沿炉膛高度方向热负荷和吸热偏差系数，进行水动力计算。

步骤五、吸热偏差系数修正

由锅炉实测试验所得的水冷壁管出口温度分布和水动力计算结果进行比较，如果计算与实测温度数据误差大于10％，则用实测温度数据对吸热偏差系数进行修正，得到修正吸热偏差系数后重新进行水动力计算，直至计算误差小于10％后，进行下一步计算。

步骤六、输出数值计算结果

完成水动力计算后，则输出炉膛内受热管单管流量分布、压降分布、各个流动回路出口温度分布、焓值分布和炉膛受热金属壁温分布(记为t_{金属壁面温度k+1})。比较“t_{金属壁面温度k+1}”和“t_{金属壁面温度k}”，若“t_{金属壁面温度k+1}”和“t_{金属壁面温度k}”之差小于设定值ε，则所有计算结束，得到炉膛数值模拟和水动力计算结果。若“t_{金属壁面温度k+1}”和“t_{金属壁面温度k}”之差大于设定值ε，则将t_{金属壁面温度k+1}赋值给数值计算的壁温边界条件，重复步骤三、四、五、六，直至“t_{金属壁面温度k+1}”和“t_{金属壁面温度k}”之差小于设定值ε。

本发明进一步的改进在于，步骤一中，具体包括：

试验目的在于测定锅炉目前运行状况及特性，并以此作为后续调整和优化改造的相对比较基准。观测汽水系统、脱硝系统、受热面、送风机、一次风机、引风机、空预器、给水泵、凝结水泵和控制系统主要性能参数；记录锅炉上、下炉膛壁温测点数据，保证各受热面温度在安全范围内。试验记录锅炉主要运行参数，实测粉管风速和煤粉分配，实测SCR进口及空预器出口氧量、烟温、CO浓度、NO浓度及大气参数等，并采集原煤、飞灰、炉渣样品。具体试验细则根据电站锅炉试验相关试验标准执行。

本发明进一步的改进在于，步骤二中，所述水动力计算建模，按照相关计算标准执行。炉膛数值模拟建模按照常用燃烧模拟商业软件计算方法进行。

本发明进一步的改进在于，步骤三中，所述全炉膛数值模拟，网格划分进行网格质量、网格无关性等验证。计算模型选取、边界条件等设定结合实际试验参数确定。

本发明进一步的改进在于，步骤四中，所述水动力计算按照相关计算标准执行。

本发明进一步的改进在于，步骤五中，完成基础模拟试验后，根据记录水冷壁壁温测点温度大小分布拟合炉膛宽度、深度方向吸热偏差系数，具体拟合方法如下所示：

根据壁温测点的温度数值推算各测点代表水冷壁管内对应位置工质焓值大小，但各测点位置水冷壁管内工质压力未知，根据低负荷汽水分离器位置压力值作为参考，统一假设水冷壁测点位置处工质压力，得到各测点处水冷壁管工质焓值大小分布，再根据水冷壁入口位置焓值大小，得到每个测点位置焓值增大的差值大小，将每个测点位置的焓增与平均焓增之比作为吸热偏差系数；

Δh_i＝f(t_i,p)-h_入口

式中Δh_i为第i测点对应水冷壁管的焓值增量，t_i为第i测点对应的水冷壁管实测温度，i表示测点编号，p为水冷壁出口位置实测压力，h_入口为水冷壁入口位置工质焓值，由省煤器出口工质参数决定；

式中

为水冷壁管焓值增量的平均值，i表示测点编号，N为测点总数，Δh_i为第i测点对应水冷壁管的焓值增量；

式中η_i为第i测点位置处水冷壁管吸热偏差系数，i表示测点编号；

而吸热偏差η_i又是与热负荷偏差η_t、各管流量偏差η_q以及结构偏差η_s有关：

η_i＝η_tη_q/η_s

在初步计算时，假设各管流量偏差和结构偏差均相同，则吸热偏差与热负荷偏差近似相等。

本发明进一步的改进在于，步骤五中，得到水动力计算结果，根据计算得到各水冷壁管出口温度，比较低负荷水冷壁管实测温度和计算值的误差，如果误差大于10％，则用计算得到的流量偏差修正和吸热偏差修正热负荷偏差，再代入重新计算，只至水冷壁管出口温度误差小于10％。

本发明进一步的改进在于，步骤六中，所述温度误差小于10％后，根据输出计算结果，比较步骤三中所用金属壁温分布和计算所得金属壁温分布的差值大小，若大于设定误差，则再重新将水动力计算输出金属壁温分布赋值给数值模拟计算边界条件，重新返回步骤三开始迭代计算。直至误差小于设定值，输出所有数值模拟计算结果和水动力计算结果。

实施例

本发明具体实施例如下：

步骤一：锅炉燃烧摸底基础试验

试验遵循《锅炉性能试验规程》(ASME PTC 4-1998)或《电站锅炉性能试验规程》(GB/T 10184-2015)进行，并参照《煤粉锅炉燃烧调整试验方法》；制粉系统试验按照《电站磨煤机及制粉系统性能试验规程》(DL/T467-2004)进行。

在某亚临界自然循环锅炉进行摸底工况试验，摸底工况试验为电厂习惯操作运行方式下的试验工况，该项试验的目的在于了解锅炉目前的实际运行状况。试验记录锅炉主要运行参数，实测SCR进口及空预器出口氧量、烟温、CO浓度、NO浓度及大气参数等，并采集原煤、飞灰、炉渣样品，掌握基础的燃料数据，计算锅炉热效率及NOx生成浓度。

此外，为了掌握燃烧制粉系统基本情况，对磨煤机机进口冷态一次风量进行标定，该项试验在磨煤机不投煤的状况下进行。试验时关闭热风门，开启冷风门，调节磨煤机风量，对各台磨出口8根煤粉管的一次风速进行实际测量，并计算磨煤机进口实际通风量。在上述试验的同时，根据试验测得的一次风速偏差情况，利用安装在各粉管上的调节缩孔将各台磨煤机对应的8根一次风管风速偏差调整至±5％以内。对磨煤机热态一次风量和风粉偏差进行测量，使用标准靠背管对热态带粉时的一次风速进行实际测量，并计算磨入口通风量，校核磨煤机热态运行时的表盘风量指示是否准确，并综合冷态试验结果进行最终修改。同时对各试验工况各根粉管的煤粉样进行称重，了解各根煤粉管道的粉量分配情况并计算热态一次风速偏差。

330MW负荷试验基础数据如下：

步骤二、数值模拟建模和水动力计算建模

数值模拟采用三维建模软件对原型炉膛进行全尺寸几何建模，然后通过数值模拟商业软件对计算域进行网格划分。在燃烧器喷口与炉膛交界的区域内，对网格进行了加密，以避免由于流场变化剧烈引起的伪扩散现象，在燃烧区域上部网格划分逐渐稀疏以减少网格数量，提高计算速度，网格数量为189万，网格数量通过网格无关性验证能够达到计算精度的要求，炉膛建模及网格划分如图2所示。

在数值计算边界条件设定中，将炉膛壁面视为无湍流运动且无滑移边界条件。燃烧器、燃尽风的入口均设置为质量流量入口边界，湍流强度为10％，各个入口的水力直径根据喷口尺寸具体计算结果设定。各次风风速分别给定，煤粉颗粒的滑移系数为0.8。炉膛出口设为压力出口边界条件，出口压力按照锅炉实际运行参数给定，考虑重力对煤粉颗粒的影响。

煤粉燃烧器风边界条件如下：

在数值模拟计算得到的热流密度和热负荷不均匀系数分布的基础上进行水动力计算建模。如图3，采用将自然循环锅炉水冷壁等效为流动网络系统的方法，将水冷壁划分为流量回路、压力节点、连接管等三类元件如图。根据质量守恒方程、动量守恒方程、能量守恒方程，建立了自然循环锅炉水冷壁流量分配计算模型。根据炉膛热负荷均流系数分布模型和等截面直肋导热控制方程，建立了内壁温度、中间点壁温、外壁温度、鳍根温度和鳍端温度沿炉高方向分布的计算模型。具体计算参考水动力计算步骤按照《JB/Z 201—83电站锅炉水动力计算方法》和专利《一种超超临界锅炉通用水动力计算方法》(CN106897547B，2019-04-12)。

步骤三、全炉膛数值模拟

根据输入数值模拟边界条件和计算模型，利用商业软件进行全炉膛数值，得到全炉膛温度分布等计算结果如图，导出水冷壁壁面热流密度分布和热负荷不均匀系数分布。

步骤四、锅炉水动力计算

根据验阶段锅炉水冷壁工作条件数据，按照上文所述数值模拟结果拟定图5所示的热负荷和不均匀系数分布，作为水动力计算依据。水动力计算步骤按照《JB/Z 201—83电站锅炉水动力计算方法》和专利《一种超超临界锅炉通用水动力计算方法》(CN106897547B，2019-04-12)。

步骤五、吸热偏差系数修正

初步计算试验阶段，比较水动力计算得到的回路出口温度与实测的温度误差是否小于10％，如图6误差分析所示。

步骤六、输出数值计算结果

根据步骤五计算得到的水动力结果，如图7为水动力计算壁温分布，判断水冷壁壁温与数值模拟的壁温边界条件是否在误差范围内，如果在误差范围内，则输出所有计算结果指导锅炉进一步运行调整和设计改造，如不在误差范围内，则以水动力计算水冷壁温度温度分布为边界条件重复步骤三。

虽然，上文中已经用一般性说明及具体实施方案对本发明作了详尽的描述，但在本发明基础上，可以对之作一些修改或改进，这对本领域技术人员而言是显而易见的。因此，在不偏离本发明精神的基础上所做的这些修改或改进，均属于本发明要求保护的范围。

Claims (9)

1.一种锅炉炉膛数值模拟与水动力协同集成计算方法，其特征在于，包括以下步骤：

步骤一、锅炉燃烧摸底基础试验

在燃煤电站锅炉进行燃烧摸底基础试验，得到数值计算的边界条件；

步骤二、数值模拟建模和水动力计算建模

根据锅炉燃烧摸底基础试验，进行水动力计算建模和炉膛数值模拟建模；

步骤三、全炉膛数值模拟

假定锅炉炉膛水冷壁面温度分布，记为t_{金属壁面温度k}，进行全炉膛数值模拟，输出沿炉膛墙面高度方向的热流密度分布和炉膛水平截面热流密度分布；

步骤四、锅炉水动力计算

根据全炉膛数值模拟结果及输出的沿炉膛墙面高度方向的热流密度分布和炉膛水平截面热流密度分布，拟定锅炉水冷壁沿炉膛高度方向热负荷和吸热偏差系数，进行水动力计算；

步骤五、吸热偏差系数修正

由锅炉实测试验所得的水冷壁管出口温度分布和水动力计算结果进行比较，如果计算与实测温度数据误差大于10％，则用实测温度数据对吸热偏差系数进行修正，得到修正吸热偏差系数后重新进行水动力计算，直至计算误差小于10％后，进行下一步计算；

步骤六、输出数值计算结果

完成水动力计算后，则输出炉膛内受热管单管流量分布、压降分布、各个流动回路出口温度分布、焓值分布和炉膛受热金属壁温分布，记为t_{金属壁面温度k+1}，比较“t_{金属壁面温度k+1}”和“t_{金属壁面温度k}”，若“t_{金属壁面温度k+1}”和“t_{金属壁面温度k}”之差小于设定值ε，则所有计算结束，得到炉膛数值模拟和水动力计算结果。

2.根据权利要求1所述的一种锅炉炉膛数值模拟与水动力协同集成计算方法，其特征在于，步骤六还包括：若“t_{金属壁面温度k+1}”和“t_{金属壁面温度k}”之差大于设定值ε，则将t_{金属壁面温度k+1}赋值给数值计算的壁温边界条件，重复步骤三、四、五、六，直至“t_{金属壁面温度k+1}”和“t_{金属壁面温度k}”之差小于设定值ε。

3.根据权利要求1或2所述的一种锅炉炉膛数值模拟与水动力协同集成计算方法，其特征在于，步骤一中，具体包括：

试验目的在于测定锅炉目前运行状况及特性，并以此作为后续调整和优化改造的相对比较基准；观测汽水系统、脱硝系统、受热面、送风机、一次风机、引风机、空预器、给水泵、凝结水泵和控制系统主要性能参数；记录锅炉上、下炉膛壁温测点数据，保证各受热面温度在安全范围内；试验记录锅炉主要运行参数，实测粉管风速和煤粉分配，实测SCR进口及空预器出口氧量、烟温、CO浓度、NO浓度及大气参数，并采集原煤、飞灰和炉渣样品，具体试验细则根据电站锅炉试验相关试验标准执行。

4.根据权利要求1或2所述的一种锅炉炉膛数值模拟与水动力协同集成计算方法，其特征在于，步骤二中，所述水动力计算建模，按照相关计算标准执行。

5.根据权利要求1或2所述的一种锅炉炉膛数值模拟与水动力协同集成计算方法，其特征在于，步骤二中，炉膛数值模拟建模按照常用燃烧模拟商业软件计算方法进行。

6.根据权利要求1或2所述的一种锅炉炉膛数值模拟与水动力协同集成计算方法，其特征在于，步骤三中，所述全炉膛数值模拟，网格划分进行网格质量、网格无关性验证，计算模型选取、边界条件设定结合实际试验参数确定。

7.根据权利要求6所述的一种锅炉炉膛数值模拟与水动力协同集成计算方法，其特征在于，步骤五中，完成基础模拟试验后，根据记录水冷壁壁温测点温度大小分布拟合炉膛宽度、深度方向吸热偏差系数，具体拟合方法如下所示：

根据壁温测点的温度数值推算各测点代表水冷壁管内对应位置工质焓值大小，但各测点位置水冷壁管内工质压力未知，根据低负荷汽水分离器位置压力值作为参考，统一假设水冷壁测点位置处工质压力，得到各测点处水冷壁管工质焓值大小分布，再根据水冷壁入口位置焓值大小，得到每个测点位置焓值增大的差值大小，将每个测点位置的焓增与平均焓增之比作为吸热偏差系数；

Δh_i＝f(t_i,p)-h_入口

式中Δh_i为第i测点对应水冷壁管的焓值增量，t_i为第i测点对应的水冷壁管实测温度，i表示测点编号，p为水冷壁出口位置实测压力，h_入口为水冷壁入口位置工质焓值，由省煤器出口工质参数决定；

式中

为水冷壁管焓值增量的平均值，i表示测点编号，N为测点总数，Δh_i为第i测点对应水冷壁管的焓值增量；

式中η_i为第i测点位置处水冷壁管吸热偏差系数，i表示测点编号；

而吸热偏差η_i又是与热负荷偏差η_t、各管流量偏差η_q以及结构偏差η_s有关：

η_i＝η_tη_q/η_s

在初步计算时，假设各管流量偏差和结构偏差均相同，则吸热偏差与热负荷偏差近似相等。

8.根据权利要求7所述的一种锅炉炉膛数值模拟与水动力协同集成计算方法，其特征在于，步骤四、五中，所述水动力计算方法按照相关计算标准执行，得到初步计算结果，根据计算得到各水冷壁管出口温度，比较低负荷水冷壁管实测温度和计算值的误差，如果误差大于10％，则用计算得到的流量偏差修正和吸热偏差修正热负荷偏差，再代入重新计算，只至水冷壁管出口温度误差小于10％。

9.根据权利要求8所述的一种锅炉炉膛数值模拟与水动力协同集成计算方法，其特征在于，步骤六中，所述温度误差小于10％后，根据输出计算结果，比较步骤三中所用金属壁温分布和计算所得金属壁温分布的差值大小，若大于设定误差，则再重新将水动力计算输出金属壁温分布赋值给数值模拟计算边界条件，重新返回步骤三开始迭代计算，直至误差小于设定值，输出所有数值模拟计算结果和水动力计算结果。

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