锅炉水冷壁的监测方法、装置、介质以及电子设备与流程

本公开涉及热量监控，具体地，涉及一种锅炉水冷壁的监测方法、装置、介质以及电子设备。

背景技术：

1、在工业生产中，锅炉内水冷壁的作用是吸收炉内高温火焰或烟气的辐射热量，在管道中产生蒸汽或热水，降低炉壁温度，保护炉壁，水冷壁的安全关系到设备以及生产的安全，而在高温运行设备中，热流密度是设备是否安全稳定运行的重要参数，现有的锅炉水冷壁监测方法采用单点监测，而数字形式的单个点位数据监测不够直观，单点监测测量精度也偏低。

技术实现思路

1、为克服相关技术中存在的问题，本公开提供一种锅炉水冷壁的监测方法、装置、介质以及电子设备。

2、根据本公开实施例的第一方面，提供一种锅炉水冷壁的监测方法，包括：

3、获取所述锅炉水冷壁的表面多个监测点位在预设时长内的温度；

4、根据预设热阻常数以及各所述监测点位在所述预设时长内的所述温度的变化量，计算各所述监测点位的热流密度；

5、根据各所述监测点位的所述热流密度和预先配置的三维模型数据，构建所述锅炉水冷壁的热度场模型；

6、在所述热度场模型上显示所述锅炉水冷壁的所述温度以及所述热流密度，并对所述温度以及所述热流密度进行监测。

7、可选地，所述根据各所述监测点位的所述热流密度和预先配置的三维模型数据，构建所述锅炉水冷壁的热度场模型，包括：

8、根据预先配置的三维模型数据，构建所述锅炉水冷壁的三维物理模型；

9、根据各所述监测点位的所述热流密度，通过插值确定一个经过所有所述监测点位的初始热流密度曲面；

10、对所述初始热流密度曲面进行拟合，得到目标热流密度曲面；

11、根据所述目标热流密度曲面和所述三维物理模型，构建所述锅炉水冷壁的热度场模型。

12、可选地，所述根据所述热流密度曲面和所述三维物理模型，构建所述锅炉水冷壁的热度场模型，包括：

13、根据所述目标热流密度曲面上的各点位的坐标，确定各所述点位在所述三维物理模型上对应的模型点位；

14、将各所述点位在所述目标热流密度曲面上的热流密度作为所述模型点位的热流密度；

15、根据所述模型点位的热流密度，构建所述锅炉水冷壁的热度场模型。

16、可选地，所述根据预设热阻常数以及各所述监测点位在所述预设时长内的所述温度的变化量，计算各所述监测点位的热流密度，包括：

17、根据所述预设时长、所述预设热阻常数中的热导率和热扩散系数、所述监测点位上热电偶与所述表面的距离，确定热阻因子；

18、根据所述热阻因子以及各所述监测点位在所述预设时长内的所述温度的变化量，计算各所述监测点位的热流密度。

19、可选地，通过以下公式确定各所述监测点位的热流密度：

20、

21、式中，q为所述热流密度δτ为在所述预设时长内所述温度的变化量，τ为所述预设时长，α为所述热扩散系数，λ为所述热导率，z为所述监测点位上热电偶与所述表面的距离。

22、可选地，所述对所述温度以及所述热流密度进行监测，包括：

23、将所述热度场模型划分为多个区域，其中，每一所述区域预设有对应的温度预警阈值和热流密度预警阈值；

24、根据所述区域内包括的监测点位的温度和热流密度，监测所述区域内的温度是否高于对应的所述温度预警阈值，以及监测所述区域内的热流密度是否高于对应的所述热流密度预警阈值；

25、在所述区域内的温度高于对应的所述温度预警阈值，或者监测所述区域内的热流密度高于对应的所述热流密度预警阈值的情况下，发出警报信息。

26、根据本公开实施例的第二方面，提供一种锅炉水冷壁的监测装置，所述监测装置包括：

27、获取模块，被配置为获取所述锅炉水冷壁的表面多个监测点位在预设时长内的温度；

28、计算模块，被配置为根据预设热阻常数以及各所述监测点位在所述预设时长内的所述温度的变化量，计算各所述监测点位的热流密度；

29、构建模块，被配置为根据各所述热流密度和预先配置的三维模型数据，构建所述锅炉水冷壁的热度场模型；

30、监测模块，被配置为在所述热度场模型上显示所述锅炉水冷壁的所述温度以及所述热流密度，并对所述温度以及所述热流密度进行监测。

31、可选地，所述构建模块，包括：

32、第一构建子模块，被配置为根据预先配置的三维模型数据，构建所述锅炉水冷壁的三维物理模型；

33、插值计算子模块，被配置为根据各所述监测点位的所述热流密度，通过插值确定一个经过所有所述监测点位的初始热流密度曲面；

34、拟合计算子模块，被配置为对所述初始热流密度曲面进行拟合，得到目标热流密度曲面；

35、第二构建子模块，被配置为根据所述热流密度曲面和所述三维物理模型，构建所述锅炉水冷壁的热度场模型。

36、可选地，所述第二构建子模块，包括：

37、第一确定单元，被配置为根据所述目标热流密度曲面上的各点位的坐标，确定各所述点位在所述三维物理模型上对应的模型点位；

38、第二确定单元，被配置为将各所述点位在所述目标热流密度曲面上的热流密度作为所述模型点位的热流密度；

39、构建单元，被配置为根据所述模型点位的热流密度，构建所述锅炉水冷壁的热度场模型。

40、可选地，所述计算模块，包括：

41、第一确定子模块，被配置为根据所述预设时长、所述预设热阻常数中的热导率和热扩散系数、所述监测点位上热电偶与所述表面的距离，确定热阻因子；

42、第一计算子模块，被配置为根据所述热阻因子以及各所述监测点位在所述预设时长内的所述温度的变化量，计算各所述监测点位的热流密度。

43、可选地，所述第一计算子模块中的单元被配置为通过以下公式确定各所述监测点位的热流密度：

44、

45、式中，q为所述热流密度，δτ为在所述预设时长内所述温度的变化量，τ为所述预设时长，α为所述热扩散系数，λ为所述热导率，z为所述监测点位上热电偶与所述表面的距离。

46、可选地，所述监测模块，包括：

47、划分子模块，被配置为将所述热度场模型划分为多个区域，其中，每一所述区域预设有对应的温度预警阈值和热流密度预警阈值；

48、监测子模块，被配置为根据所述区域内包括的监测点位的温度和热流密度，监测所述区域内的温度是否高于对应的所述温度预警阈值，以及监测所述区域内的热流密度是否高于对应的所述热流密度预警阈值；

49、报警子模块，被配置为在所述区域内的温度高于对应的所述温度预警阈值，或者监测所述区域内的热流密度高于对应的所述热流密度预警阈值的情况下，发出警报信息。

50、根据本公开实施例的第三方面，提供一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，该程序被处理器执行时实现本公开实施例的第一方面所述方法的步骤。

51、根据本公开实施例的第四方面，提供一种电子设备，包括：

52、存储器，其上存储有计算机程序；

53、处理器，用于执行所述存储器中的所述计算机程序，以实现本公开实施例的第一方面所述方法的步骤。

54、通过上述技术方案，具有以下有益效果：

55、通过构建热度场模型进行监测，相较于对单个监测点位的数据进行观测，温度场模型在观测上更加直观，通过三维模型数据构建三维物理模型，能够准确的确定锅炉水冷壁上每个点位的热流密度和温度，方便监测人员的监测工作，保证了锅炉设备的安全运行，通过多个监测点位的温度构建热度场模型，热流密度的数据准确率高，减少了因数据误差导致的误判情况，提高了温度和热流密度监测的准确性，进而有效提升了锅炉的安全性和稳定性。

56、本公开的其他特征和优点将在随后的具体实施方式部分予以详细说明。