(19)国家知识产权局 (12)发明 专利申请 (10)申请公布号 (43)申请公布日 (21)申请 号 20221075151 1.1 (22)申请日 2022.06.29 (71)申请人 西安西热锅炉环保工程有限公司 地址 710054 陕西省西安市雁塔区雁翔路 99号博源科技广场A座 (72)发明人 周梦伟　常磊　雷鸣　安振　姚皓　 范江　肖海丰　牛拥军　牛国平　 (74)专利代理 机构 西安通大专利代理有限责任 公司 6120 0 专利代理师 姚咏华 (51)Int.Cl. G06F 30/23(2020.01) G06F 30/25(2020.01) G06F 30/10(2020.01) G06F 17/13(2006.01)G06F 17/10(2006.01) G06F 111/10(2020.01) G06F 119/14(2020.01) (54)发明名称 一种燃煤电厂用喷枪的磨损评估方法及系 统 (57)摘要 本发明公开了一种燃煤电厂用喷枪的磨损 评估方法及系统， 评估方法过程包括： 通过对燃 煤机组的飞灰流动跟踪模型和喷枪表面反弹角 模型进行数值计算， 得到飞灰颗粒信息； 根据飞 灰颗粒信息， 建立冲蚀磨损模型； 判断单颗飞灰 颗粒与喷枪碰撞的时间， 根据此时的单颗飞灰颗 粒信息， 利用冲蚀磨损模型计算喷枪在单颗飞灰 磨损情况下的磨损量； 计算所述单颗飞灰颗粒在 下个时间步长的速度方向和位置， 直至离开可能 参与碰撞的区域； 根据喷枪在所有飞灰颗粒磨损 情况下的磨损量， 将喷枪上同一位置发生碰撞后 的磨损量进行求和， 得到喷枪上所有位置的总磨 损量。 本发 明适用于燃煤电厂喷枪磨损的磨损模 型， 并完善了气固两相流计算方法， 使得计算结 果与实际相符。 权利要求书2页 说明书7页 附图4页 CN 114970284 A 2022.08.30 CN 114970284 A 1.一种燃 煤电厂用喷枪的磨损评估方法， 其特 征在于， 包括如下 过程： 计算飞灰颗粒信 息： 通过对已预建立的燃煤机组 的飞灰流动跟踪模型和喷枪表面反弹 角模型进行 数值计算， 得到飞灰颗粒信息； 建立冲蚀磨损模型： 根据飞灰颗粒信 息， 对飞灰颗粒运动中的冲击角、 速度以及颗粒形 状建立冲蚀磨损模型； 计算单颗飞灰颗粒磨损量： 判断单颗飞灰颗粒与喷枪碰撞的时间， 根据此时的单颗飞 灰颗粒信息， 利用冲蚀磨损模型计算喷枪在单颗飞灰磨损情况下 的磨损量； 再利用反弹系 数方程计算所述单颗飞灰颗粒在下个时间步长的速度方向和位置， 直至该飞灰颗粒离开可 能参与碰撞的区域； 计算总磨损量： 根据喷枪在所有飞灰颗粒磨损情况下的磨损量， 将喷枪上同一位置发 生碰撞后的磨损量进行求和， 得到喷枪上 所有位置的总磨损量。 2.根据权利要求1所述的一种燃煤电厂用喷枪的磨损评估方法， 其特征在于， 所述燃煤 机组的飞灰流动跟踪模型如下： 式中： mp为飞灰颗粒质量； xp为飞灰颗粒位置； ρp为飞灰颗粒密度； Fsl为萨夫曼剪切力； FD为曳力； t为时间， g为重力加速度， ρ 为冲蚀磨损的目标 材料密度。 3.根据权利要求1所述的一种燃煤电厂用喷枪的磨损评估方法， 其特征在于， 所述飞灰 颗粒信息包括飞灰速度、 飞灰 粒径、 飞灰入射角度与密度。 4.根据权利要求1所述的一种燃煤电厂用喷枪的磨损评估方法， 其特征在于， 所述冲蚀 磨损模型如下： 式中： E( α )为磨损量， n1、 n2为指定系数； Hv为喷枪材料维氏硬度； Vp为飞灰颗粒与喷枪表 面的相对 速度； Vref为飞灰颗粒参考速度； dp为飞灰颗粒的粒径； dref为飞灰颗粒参考粒径， k2 为速度参考系数， k3为粒径参考系数， K1为设置值， ρw为飞灰颗粒密度； α 为飞灰颗粒入射角 度。 5.根据权利要求1所述的一种燃煤电厂用喷枪的磨损评估方法， 其特征在于， 所述反弹 系数方程如下： τN＝0.95‑0.0127α +8.25 ×10‑4α2‑2.21×10‑6α3 τT＝0.88‑0.021α +5.32 ×10‑4α2‑1.16×10‑6α3 式中： τN、 τT分别为法相反弹系数和 切向反弹系数； α 为飞灰颗粒入射角度。 6.根据权利要求1所述的一种燃煤电厂用喷枪的磨损评估方法， 其特征在于， 利用磨损 量计算磨损时间t： 式中： t为磨损时间； ρ 为冲蚀磨损的目标材料密度； S为目标材料磨损区域的表面积； d 为目标材料厚度； er为目标材料的磨损率， 目标材料的磨损率通过单位时间内目标材料的权　利　要　求　书 1/2 页 2 CN 114970284 A 2磨损量计算得到 。 7.根据权利要求1所述的一种燃煤电厂用喷枪的磨损评估方法， 其特征在于， 所述喷枪 为燃煤电厂SNCR尿素 溶液喷枪或SCR尿素直喷热解喷枪。 8.一种燃 煤电厂用喷枪的磨损评估系统， 其特 征在于， 包括： 飞灰颗粒信 息计算模块： 用于通过对已预建立的燃煤机组 的飞灰流动跟踪模型和喷枪 表面反弹角模型进行 数值计算， 得到飞灰颗粒信息； 冲蚀磨损模型建立模块： 用于根据飞灰颗粒信 息， 对飞灰颗粒运动中的冲击角、 速度以 及颗粒形状建立冲蚀磨损模型； 单颗飞灰颗粒磨损量计算模块： 用于判断单颗飞灰颗粒与喷枪碰撞的时间， 根据此时 的单颗飞灰颗粒信息， 利用冲蚀磨损模型计算喷枪在单颗飞灰磨损情况下 的磨损量； 再利 用反弹系数方程计算所述单颗飞灰颗粒在下个时间步长的速度方向和位置， 直至该飞灰颗 粒离开可能参与碰撞的区域； 总磨损量计算模块： 用于根据喷枪在所有飞灰颗粒磨损情况下的磨损量， 将喷枪上同 一位置发生碰撞后的磨损量进行求和， 得到喷枪上 所有位置的总磨损量。 9.根据权利要求8所述的一种燃煤电厂用喷枪的磨损评估系统， 其特征在于， 还包括寿 命计算模块： 用于计算磨损时间t： 式中： t为磨损时间； ρ 为冲蚀磨损的目标材料密度； S为目标材料磨损区域的表面积； d 为目标材料厚度； er为目标材料的磨损率， 目标材料的磨损率通过单位时间内目标材料的 磨损量计算得到 。权　利　要　求　书 2/2 页 3 CN 114970284 A 3