Fast prediction of temperature and chemical species distributions in pulverized coal boiler using POD reduced-order modeling for CFD

煤粉锅炉 锅炉(水暖) 燃烧 计算流体力学 交货地点 生物系统 化学种类 快照(计算机存储) 环境科学 数学 工艺工程 核工程 机械 工程类 化学 计算机科学 废物管理 物理 植物 生物 操作系统 有机化学
作者
Xi Chen,Wenqi Zhong,Tianyu Li
出处
期刊:Energy [Elsevier BV]
卷期号:276: 127663-127663 被引量:18
标识
DOI:10.1016/j.energy.2023.127663
摘要

This study aims to develop a fast prediction method of 3D temperature and chemical species distributions in pulverized coal boilers for real-time combustion monitoring and optimization. Firstly, 585 CFD simulations of a 330 MW tangentially fired pulverized coal boiler were conducted, covering different operating parameter combinations, including coal types, wind scheme, excess air coefficient, boiler load, and et al. Then, the temperature and chemical species data in each cell from the simulations were collected into a snapshot matrix. Next, the proper orthogonal decomposition (POD) method was used to extract the POD modes and POD coefficients from the snapshot matrix so that the temperature and chemical species data among the 585 simulations can be expressed as a weighted sum of the POD modes and the corresponding POD coefficients. Finally, the relationship between the POD coefficients and the related operating parameter combinations was fitted using data-driven methods, which realizes the fast temperature and chemical species distribution prediction under arbitrary operating parameter combinations. The results indicate that the proposed fast prediction method can obtain the boiler's three-dimensional temperature and chemical species distributions within 180.7 s, which is only 1/936 of the time consumption of CFD simulation (169141.2 s). The root relative squared error (RRSE) of the predicted temperature field, O2, CO, CO2, and SO2 distributions are below 2%, 1.79%, 1.61%, 2.11%, and 1.79%, respectively, which shows the great potential of this method for boiler combustion monitoring and digital twin modeling.
最长约 10秒,即可获得该文献文件

科研通智能强力驱动
Strongly Powered by AbleSci AI
科研通是完全免费的文献互助平台,具备全网最快的应助速度,最高的求助完成率。 对每一个文献求助,科研通都将尽心尽力,给求助人一个满意的交代。
实时播报
刚刚
刚刚
xdx发布了新的文献求助10
刚刚
顺利的八宝粥完成签到,获得积分10
1秒前
Carpe完成签到,获得积分10
1秒前
完美世界应助顺利毕业采纳,获得10
2秒前
11111完成签到,获得积分10
2秒前
熊熊阁发布了新的文献求助10
3秒前
sefsfw发布了新的文献求助10
3秒前
胖胖发布了新的文献求助10
4秒前
ZZ完成签到,获得积分10
4秒前
fifteen应助燕燕于飞采纳,获得10
4秒前
fifteen应助燕燕于飞采纳,获得10
4秒前
slvour发布了新的文献求助30
5秒前
11111发布了新的文献求助10
5秒前
6秒前
6秒前
8秒前
自觉的书本完成签到,获得积分10
9秒前
乐观的颦发布了新的文献求助10
10秒前
六六发布了新的文献求助30
10秒前
10秒前
落寞代亦发布了新的文献求助10
11秒前
研友_VZG7GZ应助mmm采纳,获得10
12秒前
乐乐应助为阿达采纳,获得10
12秒前
12秒前
13秒前
邴捷完成签到,获得积分10
13秒前
欣喜道之发布了新的文献求助10
13秒前
wanci应助熊熊阁采纳,获得10
13秒前
Meng发布了新的文献求助10
13秒前
647发布了新的文献求助10
14秒前
英俊的铭应助qihangyang采纳,获得10
14秒前
李健应助qihangyang采纳,获得30
14秒前
科研通AI2S应助qihangyang采纳,获得10
14秒前
15秒前
万能图书馆应助qihangyang采纳,获得10
15秒前
科研通AI6.1应助qihangyang采纳,获得10
15秒前
沉默的倔驴应助qihangyang采纳,获得10
15秒前
SciGPT应助qihangyang采纳,获得10
15秒前
高分求助中
(应助此贴封号)【重要!!请各用户(尤其是新用户)详细阅读】【科研通的精品贴汇总】 10000
Developing Genetic Editing Tools for Lysobacter 2000
卤化钙钛矿人工突触的研究 2000
Моделирование процессов самоорганизации в кристаллообразующих системах 1000
History of U.S. Space Surveillance and Satellite Cataloging 1000
Signals, Systems, and Signal Processing 610
Fundamentals of Pharmaceutical and Biologics Regulations: A Global Perspective, Second Edition 600
热门求助领域 (近24小时)
化学 材料科学 医学 生物 纳米技术 工程类 有机化学 化学工程 生物化学 计算机科学 物理 内科学 复合材料 催化作用 物理化学 光电子学 电极 细胞生物学 基因 无机化学
热门帖子
关注 科研通微信公众号,转发送积分 6516616
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 8309723
关于积分的说明 17762550
捐赠科研通 5619012
什么是DOI,文献DOI怎么找? 2925564
邀请新用户注册赠送积分活动 1902572
关于科研通互助平台的介绍 1763703