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
1秒前
dingqiangzhuang完成签到,获得积分10
2秒前
潇洒馒头发布了新的文献求助10
2秒前
科研通AI6.2应助黄诗婷采纳,获得10
2秒前
2秒前
2秒前
哈哈哈发布了新的文献求助10
2秒前
2秒前
非哲发布了新的文献求助10
3秒前
3秒前
3秒前
4秒前
4秒前
英姑应助愤怒的梦曼采纳,获得10
4秒前
5秒前
明亮泽洋完成签到 ,获得积分10
5秒前
肖良啊发布了新的文献求助10
5秒前
bkagyin应助夏天吃葡萄采纳,获得10
5秒前
美好初兰发布了新的文献求助10
6秒前
mraze发布了新的文献求助10
6秒前
打打应助Andrew采纳,获得10
8秒前
mof发布了新的文献求助10
8秒前
yangshuai发布了新的文献求助10
8秒前
你快睡吧发布了新的文献求助20
8秒前
baolong发布了新的文献求助10
8秒前
8秒前
8秒前
9秒前
9秒前
传奇3应助儒雅绿草采纳,获得10
9秒前
10秒前
10秒前
10秒前
Tao发布了新的文献求助10
11秒前
aitianzhuoyi发布了新的文献求助10
11秒前
smoothgoing发布了新的文献求助10
12秒前
12秒前
Kiki发布了新的文献求助10
12秒前
mraze完成签到,获得积分10
12秒前
在水一方应助搞怪孤丝采纳,获得10
12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
Моделирование процессов самоорганизации в кристаллообразующих системах 1000
Adhesion Science: Principles & Practice 800
Signals, Systems, and Signal Processing 610
IEST-RP-CC018: Cleanroom Cleaning and Sanitization: Operating and Monitoring Procedures 600
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 6527948
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 8320929
关于积分的说明 17812265
捐赠科研通 5629492
什么是DOI,文献DOI怎么找? 2930423
邀请新用户注册赠送积分活动 1907190
关于科研通互助平台的介绍 1766609