本发明涉及锅炉汽水管道监测，具体地涉及一种锅炉膜式水冷壁的在线监测方法、一种锅炉膜式水冷壁的在线监测系统、一种计算机设备以及一种计算机可读存储介质。
背景技术：
1、煤电机组深度调峰改造后，炉内燃烧稳定性差、水冷壁超温和水动力失稳等一系列问题亟待考虑，给煤电机组安全稳定运行带来了新的挑战，为水冷壁安全的实时在线监测提出了新的要求。
2、大部分煤电机组的水冷壁壁温测点布置在水冷壁至汽包或集箱引入管的入口处，只能对水冷壁壁温监测起到参考作用，不能真实反应出水冷壁向火侧的温度分布，煤电机组实际运行中缺乏有效的监测手段。
3、技术人员针对水冷壁监测开展了很多研究，但因为炉内辐射热负荷、水冷壁管内壁对介质的换热系数和管内介质温度都难于测量，现有技术仍未实现对水冷壁的准确在线监测。
技术实现思路
1、为了解决上述技术缺陷，本发明提供锅炉膜式水冷壁的在线监测方法、系统及计算机设备，所述锅炉膜式水冷壁的在线监测方法通过将膜式水冷壁换热物理模型中的边界条件当做已知值来建立膜式水冷壁的温度场数学模型，通过实时测量预先设置的温度测点的温差求解温度场数学模型，从而得到准确的边界条件的值，再将边界条件的值代入温度场数学模型中，得到能够在线监测膜式水冷壁温度分布的温度场数学模型，实现准确的在线监测。
2、本发明第一个方面提供一种锅炉膜式水冷壁的在线监测方法，包括：
3、在膜式水冷壁的多个特征位置设置多个温度测点，实时获取多个温度测点的温度值；
4、确定膜式水冷壁的传热物理模型以及所述传热物理模型的解析方程中的边界条件参数，建立膜式水冷壁稳态传热的温度场数学模型；
5、对所述温度场数学模型进行求解，得到温度场数学模型的解析解，所述解析解中含有所述传热物理模型的解析方程中的边界条件参数；
6、将实时获取的多个温度测点的温度值代入温度场数学模型的解析解中，计算获得边界条件参数的值；
7、将边界条件参数的值代入所述温度场数学模型中，利用所述温度场数学模型在线监测膜式水冷壁温度分布。
8、在本发明实施例中，所述在膜式水冷壁的多个特征位置设置多个温度测点，包括：
9、在水冷壁背火侧鳍端设置第一温度测点、在水冷壁背火侧鳍根设置第二温度测点以及在水冷壁背火侧管壁设置第三温度测点，其中第一温度测点、第二温度测点、第三温度测点中任意两者之间的温度差大于预设温度差值。
10、在本发明实施例中，所述确定膜式水冷壁的传热物理模型以及所述传热物理模型的解析方程中的边界条件参数，建立膜式水冷壁稳态传热的温度场数学模型，包括：
11、根据膜式水冷壁的实际工况数据确定膜式水冷壁的传热物理模型，在所述传热物理模型中确定边界条件参数；
12、对膜式水冷壁的传热物理模型进行预处理，得到预处理后的传热物理模型；
13、将所述边界条件参数的值当做已知条件，根据所述预处理后的传热物理模型建立膜式水冷壁稳态传热的温度场数学模型。
14、在本发明实施例中，所述根据所述预处理后的传热物理模型建立膜式水冷壁稳态传热的温度场数学模型，包括：
15、根据膜式水冷壁的结构对预处理后的传热物理模型进行划分，得到管子部分传热物理模型以及鳍片部分传热物理模型；
16、根据管子部分传热物理模型建立极坐标系温度场数学模型；
17、根据鳍片部分传热物理模型建立直角坐标系温度场数学模型。
18、在本发明实施例中，所述对所述温度场数学模型进行求解，得到温度场数学模型的解析解，所述解析解中含有所述传热物理模型的解析方程中的边界条件参数，包括：
19、对极坐标系温度场数学模型进行求解，得到第一解析解；
20、对直角坐标系温度场数学模型进行求解，得到第二解析解；
21、其中，所述第一解析解以及第二解析解中均包括边界条件参数。
22、在本发明实施例中，所述边界条件参数包括：炉内辐射热负荷、水冷壁管内壁对介质的换热系数以及管内介质温度。
23、在本发明实施例中，所述将实时获取的多个温度测点的温度值代入温度场数学模型的解析解中，计算获得边界条件的值，包括：
24、将实时获取的第二温度测点的温度值以及第一温度测点的温度值分别代入第二解析解中，得到第一温度测点与第二温度测点之间的温差表达式，对所述第一温度测点与第二温度测点之间的温差表达式进行求解，得到炉内辐射热负荷值；
25、将实时获取的第二温度测点的温度值以及第三温度测点的温度值分别代入第一解析解中，得到第二温度测点与第三温度测点之间的温差表达式；
26、根据第一温度测点与第二温度测点之间的温差表达式以及第二温度测点与第三温度测点之间的温差表达式求解水冷壁管内壁对介质的换热系数值；
27、根据炉内辐射热负荷值以及水冷壁管内壁对介质的换热系数值，得到管内介质温度值。
28、本发明第二方面提供一种锅炉膜式水冷壁的在线监测系统，包括：
29、温度测点模块，包括设置于膜式水冷壁的多个特征位置的多个温度测点，用于实时获取多个温度测点的温度值；
30、温度场数学模型模块，用于根据膜式水冷壁的传热物理模型以及所述传热物理模型的解析方程中的边界条件参数建立温度场数学模型，所述温度场数学模型的解析解中含有所述传热物理模型的解析方程中的边界条件参数；
31、计算模块，用于将所述温度测点模块实时获取的多个温度值代入所述温度场数学模型的解析解中，计算得到所述边界条件参数的值；
32、监测模块，用于将所述边界条件参数的值代入所述温度场数学模型中，利用所述温度场数学模型在线监测膜式水冷壁温度分布。
33、本发明第三方面提供一种计算机设备，包括：
34、存储器；
35、处理器；以及
36、计算机程序；
37、其中，所述计算机程序存储在存储器中，并被配置为由处理器执行以实现如上所述的锅炉膜式水冷壁的在线监测方法。
38、本发明第四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，所述计算机程序被处理器执行以实现如上所述的锅炉膜式水冷壁的在线监测方法。
39、本发明通过将膜式水冷壁换热物理模型中的边界条件当做已知值来建立膜式水冷壁的温度场数学模型，通过实时测量预先设置的温度测点的温差求解温度场数学模型，从而得到准确的边界条件的值，再将边界条件的值代入温度场数学模型中，得到能够在线监测膜式水冷壁温度分布的温度场数学模型，实现准确的在线监测。
40、本发明技术方案的其它特征和优点将在下文的具体实施方式部分予以详细说明。
1.一种锅炉膜式水冷壁的在线监测方法，其特征在于，包括：
2.根据权利要求1所述的锅炉膜式水冷壁的在线监测方法，其特征在于，所述在膜式水冷壁的多个特征位置设置多个温度测点，包括：
3.根据权利要求2所述的锅炉膜式水冷壁的在线监测方法，其特征在于，所述确定膜式水冷壁的传热物理模型以及所述传热物理模型的解析方程中的边界条件参数，建立膜式水冷壁稳态传热的温度场数学模型，包括：
4.根据权利要求3所述的锅炉膜式水冷壁的在线监测方法，其特征在于，所述根据所述预处理后的传热物理模型建立膜式水冷壁稳态传热的温度场数学模型，包括：
5.根据权利要求4所述的锅炉膜式水冷壁的在线监测方法，其特征在于，所述对所述温度场数学模型进行求解，得到温度场数学模型的解析解，所述解析解中含有所述传热物理模型的解析方程中的边界条件参数，包括：
6.根据权利要求5所述的锅炉膜式水冷壁的在线监测方法，其特征在于，所述边界条件参数包括：炉内辐射热负荷、水冷壁管内壁对介质的换热系数以及管内介质温度。
7.根据权利要求6所述的锅炉膜式水冷壁的在线监测方法，其特征在于，所述将实时获取的多个温度测点的温度值代入温度场数学模型的解析解中，计算获得边界条件参数的值，包括：
8.一种锅炉膜式水冷壁的在线监测系统，其特征在于，包括：
9.一种计算机设备，其特征在于，包括：
10.一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，其特征在于，所述计算机程序被处理器执行以实现权利要求1至权利要求7任一项所述的锅炉膜式水冷壁的在线监测方法。
