本發(fā)明涉及條件優(yōu)化控制，更具體地說，本發(fā)明涉及一種水套加熱爐傳熱邊界條件自修正優(yōu)化方法及系統(tǒng)。

背景技術(shù)：

1、水套加熱爐長期運(yùn)行中，由于爐壁或管道等結(jié)構(gòu)組件持續(xù)承受熱循環(huán)載荷，發(fā)生不可逆的熱膨脹累積與幾何變形，進(jìn)而引起接觸熱阻和熱流分布等傳熱邊界條件的動(dòng)態(tài)漂移。

2、現(xiàn)有自修正優(yōu)化方法普遍基于設(shè)計(jì)初始幾何參數(shù)進(jìn)行計(jì)算，缺乏對運(yùn)行中結(jié)構(gòu)變形與邊界條件變化的實(shí)時(shí)感知與動(dòng)態(tài)響應(yīng)。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、為了克服現(xiàn)有技術(shù)的上述缺陷，本發(fā)明的實(shí)施例提供一種水套加熱爐傳熱邊界條件自修正優(yōu)化方法及系統(tǒng)以解決上述背景技術(shù)中提出的問題。

2、為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供如下技術(shù)方案：

3、一種水套加熱爐傳熱邊界條件自修正優(yōu)化方法，包括如下步驟：

4、s1、采集爐體結(jié)構(gòu)組件在熱循環(huán)條件下的爐壁表面溫度序列、爐壁表面熱通量分布信息以及爐壁熱應(yīng)力響應(yīng)曲線，獲得爐體結(jié)構(gòu)組件在熱循環(huán)條件下的綜合狀態(tài)參數(shù)；

5、s2、基于爐體結(jié)構(gòu)組件在熱循環(huán)條件下的綜合狀態(tài)參數(shù)，構(gòu)建熱疲勞變形趨勢估計(jì)模型，并生成用于評估爐體結(jié)構(gòu)組件變形導(dǎo)致的幾何參數(shù)漂移向量；

6、s3、對幾何參數(shù)漂移向量進(jìn)行結(jié)構(gòu)等效映射分析，提取傳熱路徑中接觸熱阻變化信息；

7、s4、基于幾何參數(shù)漂移向量，進(jìn)行爐壁熱流場重建，獲取實(shí)際熱流分布的動(dòng)態(tài)修正向量；

8、s5、將傳熱路徑中接觸熱阻變化信息與實(shí)際熱流分布的動(dòng)態(tài)修正向量進(jìn)行綜合分析，構(gòu)建時(shí)變邊界條件反演模型，輸出多參數(shù)耦合邊界修正集；

9、s6、根據(jù)多參數(shù)耦合邊界修正集更新水套加熱爐傳熱仿真模型中的邊界條件。

10、在一個(gè)優(yōu)選的實(shí)施方式中，s1，具體為：

11、采集水套加熱爐運(yùn)行過程中爐體結(jié)構(gòu)組件在長期熱循環(huán)條件下的爐壁表面溫度序列、爐壁表面熱通量分布信息以及爐壁熱應(yīng)力響應(yīng)曲線；

12、對爐壁表面溫度序列進(jìn)行時(shí)序變化分析，得到爐壁表面的溫度變化特征；

13、對爐壁表面熱通量分布信息進(jìn)行空間分布分析，得到爐壁表面的熱通量空間分布特征；

14、對爐壁熱應(yīng)力響應(yīng)曲線進(jìn)行特征識(shí)別，得到爐壁熱應(yīng)力變化的響應(yīng)特征；

15、對爐壁表面的溫度變化特征、爐壁表面的熱通量空間分布特征以及爐壁熱應(yīng)力變化的響應(yīng)特征進(jìn)行組合，獲得爐體結(jié)構(gòu)組件在熱循環(huán)條件下的綜合狀態(tài)參數(shù)。

16、在一個(gè)優(yōu)選的實(shí)施方式中，s2，具體為：

17、基于爐體結(jié)構(gòu)組件在熱循環(huán)條件下的綜合狀態(tài)參數(shù)，建立熱膨脹位移與結(jié)構(gòu)變形之間的關(guān)聯(lián)關(guān)系；

18、根據(jù)熱膨脹位移與結(jié)構(gòu)變形之間的關(guān)聯(lián)關(guān)系，確定爐體結(jié)構(gòu)組件的熱疲勞變形趨勢；

19、根據(jù)爐體結(jié)構(gòu)組件的熱疲勞變形趨勢，計(jì)算爐體結(jié)構(gòu)組件在熱循環(huán)條件下產(chǎn)生的幾何形狀漂移量；

20、基于爐體結(jié)構(gòu)組件在熱循環(huán)條件下產(chǎn)生的幾何形狀漂移量，生成用于評估爐體結(jié)構(gòu)組件變形導(dǎo)致的幾何參數(shù)漂移向量。

21、在一個(gè)優(yōu)選的實(shí)施方式中，s3，具體為：

22、采用結(jié)構(gòu)等效映射方法，將爐體結(jié)構(gòu)組件在熱循環(huán)條件下產(chǎn)生的幾何形狀漂移向量轉(zhuǎn)換為傳熱路徑的結(jié)構(gòu)變化特征；

23、根據(jù)傳熱路徑的結(jié)構(gòu)變化特征，分析爐體結(jié)構(gòu)組件熱傳導(dǎo)界面接觸面積變化規(guī)律，確定熱傳導(dǎo)界面接觸面積變化量；

24、根據(jù)熱傳導(dǎo)界面接觸面積變化量，分析爐體結(jié)構(gòu)組件熱接觸界面的傳熱能力變化情況，獲得爐體結(jié)構(gòu)組件熱接觸界面的接觸熱阻變化信息。

25、在一個(gè)優(yōu)選的實(shí)施方式中，s4，具體為：

26、基于爐體結(jié)構(gòu)組件在熱循環(huán)條件下產(chǎn)生的幾何形狀漂移向量，建立爐壁熱流場的數(shù)值重建模型；

27、根據(jù)爐壁熱流場的數(shù)值重建模型，對爐壁表面熱通量空間分布特征進(jìn)行重構(gòu)分析，獲得爐壁結(jié)構(gòu)組件實(shí)際運(yùn)行工況下的爐壁表面熱通量分布變化規(guī)律；

28、根據(jù)爐壁表面熱通量分布變化規(guī)律，確定爐壁結(jié)構(gòu)組件熱通量局部偏移區(qū)域的位置和熱通量變化幅度，生成爐壁結(jié)構(gòu)組件實(shí)際熱流分布的動(dòng)態(tài)修正向量。

29、在一個(gè)優(yōu)選的實(shí)施方式中，s5，具體為：

30、基于爐體結(jié)構(gòu)組件熱接觸界面的接觸熱阻變化信息，建立接觸熱阻參數(shù)變化的時(shí)變模型；

31、基于爐壁結(jié)構(gòu)組件實(shí)際熱流分布的動(dòng)態(tài)修正向量，建立熱流動(dòng)態(tài)修正參數(shù)的時(shí)變模型；

32、根據(jù)接觸熱阻參數(shù)變化的時(shí)變模型和熱流動(dòng)態(tài)修正參數(shù)的時(shí)變模型，進(jìn)行爐體結(jié)構(gòu)組件傳熱邊界條件的多參數(shù)綜合分析，構(gòu)建爐體結(jié)構(gòu)組件傳熱特性動(dòng)態(tài)變化的邊界條件反演模型；

33、通過邊界條件反演模型，輸出爐體結(jié)構(gòu)組件熱循環(huán)條件下傳熱邊界條件的多參數(shù)耦合邊界修正集。

34、在一個(gè)優(yōu)選的實(shí)施方式中，s6，具體為：

35、基于多參數(shù)耦合邊界修正集，確定接觸熱阻修正參數(shù)和爐壁熱流分布修正參數(shù)；

36、將接觸熱阻修正參數(shù)更新至水套加熱爐傳熱仿真模型中的熱接觸界面接觸熱阻邊界條件；

37、將爐壁熱流分布修正參數(shù)更新至水套加熱爐傳熱仿真模型中的爐壁表面熱通量空間分布邊界條件；

38、更新后的熱接觸界面接觸熱阻邊界條件和爐壁表面熱通量空間分布邊界條件，形成水套加熱爐傳熱仿真模型當(dāng)前的傳熱邊界條件。

39、另一方面，本發(fā)明提供一種水套加熱爐傳熱邊界條件自修正優(yōu)化系統(tǒng)，包括：

40、狀態(tài)采集模塊、采集爐體結(jié)構(gòu)組件在熱循環(huán)條件下的爐壁表面溫度序列、爐壁表面熱通量分布信息以及爐壁熱應(yīng)力響應(yīng)曲線，獲得爐體結(jié)構(gòu)組件在熱循環(huán)條件下的綜合狀態(tài)參數(shù)；

41、趨勢估計(jì)模塊、基于爐體結(jié)構(gòu)組件在熱循環(huán)條件下的綜合狀態(tài)參數(shù)，構(gòu)建熱疲勞變形趨勢估計(jì)模型，并生成用于評估爐體結(jié)構(gòu)組件變形導(dǎo)致的幾何參數(shù)漂移向量；

42、熱阻分析模塊、對幾何參數(shù)漂移向量進(jìn)行結(jié)構(gòu)等效映射分析，提取傳熱路徑中接觸熱阻變化信息；

43、熱流重建模塊、基于幾何參數(shù)漂移向量，進(jìn)行爐壁熱流場重建，獲取實(shí)際熱流分布的動(dòng)態(tài)修正向量；

44、邊界反演模塊、將傳熱路徑中接觸熱阻變化信息與實(shí)際熱流分布的動(dòng)態(tài)修正向量進(jìn)行綜合分析，構(gòu)建時(shí)變邊界條件反演模型，輸出多參數(shù)耦合邊界修正集；

45、模型更新模塊、根據(jù)多參數(shù)耦合邊界修正集更新水套加熱爐傳熱仿真模型中的邊界條件。

46、本發(fā)明一種水套加熱爐傳熱邊界條件自修正優(yōu)化方法及系統(tǒng)的技術(shù)效果和優(yōu)點(diǎn)：

47、通過采集爐壁表面溫度序列、熱通量分布信息和熱應(yīng)力響應(yīng)曲線，能夠全面感知爐體結(jié)構(gòu)在熱循環(huán)條件下的運(yùn)行狀態(tài)，提高狀態(tài)監(jiān)測的精度；通過構(gòu)建熱疲勞變形趨勢估計(jì)模型，及時(shí)識(shí)別幾何結(jié)構(gòu)的累積漂移特征，有效揭示結(jié)構(gòu)變形與邊界變化之間的關(guān)聯(lián)；通過結(jié)構(gòu)等效映射分析和爐壁熱流場重建，能夠準(zhǔn)確提取接觸熱阻和熱流分布的變化特征，增強(qiáng)對邊界條件變化的量化能力；通過構(gòu)建時(shí)變邊界條件反演模型，實(shí)現(xiàn)對傳熱邊界條件的精準(zhǔn)推演；通過多參數(shù)耦合邊界修正集，更新水套加熱爐傳熱仿真模型中的邊界條件，有效避免模型失配造成的局部熱點(diǎn)和效率降低問題，提升加熱過程的仿真準(zhǔn)確性、優(yōu)化穩(wěn)定性與運(yùn)行安全性。