CN104949098B - 一种智能排污锅炉 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种锅炉，所述锅炉包括自动控制排污系统，所述自动控制排污系统根据锅炉产生的蒸汽量和输入锅炉的水量进行自动控制。本发明通过实时监控每台锅炉的补水量与产生蒸汽量，得到补水量和产生蒸汽量的动态关系，判断锅炉排污系统是否工作正常，防止由于锅炉排污系统故障造成的大量的热能浪费。

Description

一种智能排污锅炉

技术领域

本发明属于锅炉领域，属于F22领域。

背景技术

锅炉运行过程中，随着蒸汽的产出锅水被浓缩，因此必须控制锅水盐浓度，以确保蒸汽质量及锅炉运行安全。保证锅水盐浓度的主要方法是排污，实际运行过程中，若锅炉排污量不足，锅水盐浓度会过高影响锅炉安全运行，若排污量过大，排出大量高温髙压水，造成热能和水资源的巨大浪费。目前国内目前绝大部分锅炉采用人工定时排污的方法，很难控制排污处于最优状态，往往造成热能的过度浪费，因此，研究以最小的排污量，控制锅水达标，确保锅炉安全运行，提高热效率，节约能源具有重要的经济效益和社会效益。

发明内容

本发明通过实时监控每台锅炉的补水量与产生蒸汽量，得到补水量和产生蒸汽量的动态关系，判断锅炉排污系统是否工作正常，防止由于锅炉排污系统故障造成的大量的热能浪费。。

为了实现上述目的，本发明的技术方案如下：

一种锅炉，所述锅炉包括自动控制排污系统，所述自动控制排污系统根据锅炉产生的蒸汽量和输入锅炉的水量进行自动控制。

如果蒸汽量与输入锅炉的水量之间的比值小于下限数值，则中央监控诊断系统自动控制减少排污量，如果蒸汽量与输入锅炉的水量之间的比值大于上限数值，则中央监控诊断系统自动控制增加排污量。

所述锅炉包括设置在蒸汽出口管路上的流量计、压力计和温度计，用于测量输出蒸汽的流速、压力和温度；所述流量计、压力计和温度计分别与中央监控诊断系统进行数据连接，以便将测量的数据传递给中央监控诊断系统，在中央监控系统中根据测量的蒸汽温度、压力、流速计算单位时间的蒸汽质量；

所述锅炉包括设置在锅炉汽包下端的排污管，排污管上设置排污阀，排污阀一端连接阀门调节装置，阀门调节装置与中央监控诊断系统20进行数据连接，以便将阀门开度数据传递给中央监控诊断系统，同时从中央监控诊断系统接受指令，调节排污阀的开度；

所述排污管上进一步包括流量计，测量排污的流量。所述流量计与中央监控诊断系统进行数据连接，以便将数据传递给中央监控诊断系统，中央监控诊断系统根据流量计算出单位时间的排污量；

所述锅炉的总进水管上设置流量计，用于检测进入锅炉中的流量，所述流量计与中央监控诊断系统进行数据连接，以便将测量的数据传递给中央监控诊断系统，中央监控诊断系统根据测量的流量计算单位时间进入锅炉的水的流量。

优选，如果排污阀的开度最大的情况下，蒸汽质量与输入锅炉的水的质量的比值依然大于上限值，则系统会发出警告，提示排污系统是否出现故障。

优选，如果排污阀的关闭的情况下，蒸汽质量与输入锅炉的水的质量的比值依然小于下限值，则系统会发出警告，提示排污系统是否出现故障。

优选，所述排污管上设置余热换热器。作为优选，所述余热换热器为板式换热器。

作为优选，所述板式换热器中参与换热的换热流体的流量不同，所述板式换热器中包括换热板片，其特征在于，在流量小的换热板片中设置至少一个分流部件，所述分流部件将流经换热板片的换热流体的流动路径分成至少两个分流流道，分流部件设置开口，使得所述的换热板片中的分程流道为串联结构，从而使流量小的换热流体在换热板片上形成S形流道。

作为优选，换热板片设置波纹，波纹的高度不同；同一板片上，沿着流体的流动路径，同一个分流通道内的波纹高度逐渐升高。

作为优选，分流部件的开口长度L1，分流部件的长度为L2，分流流道宽度W，则满足如下关系式：

L1/L＝a－b＊Ln(L1/W)－c＊(L1/W)；

其中L＝L1+L2；

400＜L＜800mm，80＜L1＜140mm，130＜W＜150mm；Ln是对数函数

0.17＜L1/L＜0.22，0.5＜L1/W＜1.1

0.18＜a＜0.21，0.014＜b＜0.016，0.0035＜c＜0.004。

作为优选，沿着流体流动的方向，同一板片上不同的分流流道的宽度W不断的减少。

与现有技术相比较，本发明的板式换热器及其热力系统具有如下的优点：

1)通过实时监控每台锅炉的补水量与产生蒸汽量，得到补水量和产生蒸汽量的动态关系，判断锅炉排污系统是否工作正常，防止由于锅炉排污系统故障造成的大量的热能浪费。。

2)将企业所有锅炉的燃烧系统DCS和发电系统DCS整合到一个集中监控自动化监控平台，这个平台可以实现对所有锅炉各种重要参数的自动化在线监测，并对其进行在线诊断分析，解决现有锅炉运行存在的自动化孤岛问题，并实现锅炉节能优化运行。

3)本发明仅用同一种板片改变密封结构来实现冷、热侧流体流通截面积不相等的需求，而且这些板片组装而成的板式换热器采用单侧接管的组装形式，可以节省很大的安装和维修费用。

4)本发明通过多次试验，得到一个最优的换热板片优化结果，并且通过试验进行了验证，从而证明了结果的准确性。

5)开发了锅炉运行与汽轮机发电的实时在线分析诊断系统，实现锅炉节能运行，节约能源。

附图说明

图1是本发明锅炉热力系统示意图；

图2是本发明锅炉燃烧系统控制示意图；

图3是发电系统自动化控制示意图；

图4是本发明板式换热器密封槽示意图；

图5是本发明密封垫片横截面示意图；

图6是一个流道并联的板式换热器示意图；

图7是流道串联的板式换热器的示意图；

图8是本发明板式换热器分程板片结构的示意图；

图9是本发明板式换热器分程垫片的结构示意图；

图10是本发明的板式换热器流量大的流体的板片结构示意图；

图11是本发明板式换热器分程板片的结构示意图；

图12是图8的板式换热器分程板片的尺寸示意图；

图13是本发明排污系统自动控制的示意图。

附图标记如下：

1第一流体进口，2第一流体出口，3第二流体进口，4第二流体出口，5端板，6端板，7分流流道，8分流密封槽，9分流密封垫，10换热板片，11分流流道，12分流流道，13密封垫片，14锅炉，15汽轮机，16发电机，17补水泵，18循环水泵，19汽水换热器，20中央监控诊断系统，21CO/CO₂含量设定和采集仪，22CO/CO₂含量测量仪，23风机调节阀，24风机，25燃料流量控制调节装置，26燃料喷枪，27排烟烟道，28密封凹槽，29凸起，30凸起，31开口；32汽包，33余热换热器，34流量计，35压力计，36温度计，37水质分析仪，38阀门调节装置，39排污阀，40阀门，41阀门调节装置，42流量计。

具体实施方式

下面结合附图对本发明的具体实施方式做详细的说明。

本文中，如果没有特殊说明，涉及公式的，“/”表示除法，“×”、“＊”表示乘法。

一种锅炉热力系统，所述锅炉热力系统包括多台锅炉14，用于产生蒸汽，所述多台锅炉14分别与中央监控诊断系统20进行数据连接，以便对锅炉的运行进行监控。

通过将所有锅炉的运行监控自动化系统整合到一个集中监控自动化监控平台，即中央监控诊断系统20，这个平台可以实现对所有锅炉的各种参数的自动化在线监控，解决现有锅炉运行存在的自动化孤岛问题。

进一步的，如图1所示，所述锅炉热力系统包括锅炉14，汽轮机15、发电机16、汽水换热器19，锅炉14产生的蒸汽通过汽轮机15，然后通过发电机16进行发电，同时，发电后的乏汽进入汽水换热器19，与汽水换热器19中的来冷源进行换热，乏汽冷凝后的水通过循环泵18循环回锅炉14。

作为优选，所述锅炉14具有多个，相应的，多数的循环泵18也具有多个。

作为优选，所述汽水换热器19具有多个，所述汽水换热器19为多个串联或者并联结构。

所述中央监控诊断系统20与锅炉14和汽轮机15进行数据连接，以便对锅炉和汽轮机的运行进行监控。

图1只是展示了一个锅炉14与中央监控诊断系统20相连，实际上，所有的锅炉14都与中央监控诊断系统20相连，因为精简原因，所以在图中都没有示出。

将所有锅炉的运行监控自动化系统和发电自动化系统整合到一个集中监控自动化监控平台，即中央监控诊断系统20，这个平台可以实现对所有锅炉和汽轮机的各种参数的自动化在线监控，解决现有锅炉发电运行存在的自动化孤岛问题。

当然，所述锅炉热力系统还包括补水系统，附图1中没有示出。

作为优选，如图2所示，所述锅炉14监控自动化系统包括锅炉燃烧监控自动化系统，主要包括CO/CO₂含量设定和采集仪21、CO/CO₂含量测量仪22、风机调节阀23、风机24、燃料流量控制调节装置25、燃料喷枪26。所述燃料喷枪26一端连接锅炉，往锅炉炉膛添加燃料，另一端连接燃料流量控制调节装置25，所述控制调节装置25与中央监控诊断系统20数据连接。所述风机24一端与锅炉连接，负责向炉膛送风助燃，一端与风机调节阀23连接，所述风机调节阀调节进入风机的风量，所述风机调节阀23与中央监控诊断系统20进行数据连接。所述CO/CO₂含量测量仪22设置在锅炉14的排烟烟道27中，用于测量烟气中的CO和CO₂的含量，所述CO/CO₂含量设定和采集仪21一端连接CO/CO₂含量测量仪22，另一端与中央监控诊断系统20进行数据连接。所述CO/CO₂含量设定和采集仪21用于采集CO/CO₂含量数据和设定数据。

锅炉燃烧监控自动化系统的监控过程如下：

锅炉燃烧时单位时间内燃烧释放CO体积含量为V1，燃烧时单位时间内燃烧释放CO₂体积含量为V2。在CO/CO₂含量设定和采集仪21中设定锅炉正常运行时的V1_设定和V2_设定。在实际锅炉运行过程中，中央监控诊断系统会根据CO/CO₂含量设定和采集仪21采集的数据自动对通风量和输送的燃料量进行控制。

当然，作为优选，也可以在中央监控诊断系统20设定V1_设定和V2_设定。

对于CO含量的调节，如果测量的CO的含量V1_测量＞V1_设定，则表明通风量不够，因此中央监控诊断系统会将增加通风的指令传递给风机调节阀，通过增加风机调节阀23的开度来增加送风量，如果测量的CO的V1_测量＜V1_设定，并且测量的CO₂含量V2_测量＜V2_设定，则表明通风量过多，因此中央监控诊断系统会将减少通风的指令传递给风机调节阀23，通过减小风机调节阀23的开度来减小送风量。

当然，作为另一种选择，如果测量的CO的含量V1_测量＞V1_设定，则表明燃料量过多，因此中央监控诊断系统会将降低燃料量的指令传递给燃料流量控制调节装置25，通过燃料流量控制调节装置25来减少燃料量，如果测量的CO的V1_测量＜V1_设定，并且测量的CO₂含量V2_测量＜V2_设定，则表明燃料量过少，因此中央监控诊断系统会将增加燃料量的指令传递给燃料流量控制调节装置25，通过燃料流量控制调节装置25的来减少燃料流量。

当然，对CO含量的调节，作为优选，可以将上述两种调节方式同时使用，以便加快调节速度。

对于CO₂含量的调节，如果测量的CO₂含量V2_测量＜V2_设定，表明燃料供应不足，因此中央监控诊断系统20会将增加燃料量的指令传递给燃料流量控制调节装置25，通过燃料流量控制调节装置25的来减少燃料流量。

对于CO₂含量的调节，优先是在CO的含量满足设定值的情况下进行。

作为优选，如果测量的CO₂含量V2_测量＜V2_设定，则表明通风量过多，因此中央监控诊断系统会将减少通风的指令传递给风机调节阀23，通过减小风机调节阀23的开度来减小送风量。

当然，对CO₂含量的调节，作为优选，可以将上述两种调节方式同时使用，以便加快调节速度。

作为优选，V1_设定和V2_设定是一个连续的数值范围。即V1_测量、V2_测量只要是在数值范围内，就算满足要求。

作为优选，可以对CO、CO₂中的每一个独立进行自动化控制，例如只控制CO或者只控制CO₂，或者两者都控制。

作为优选，在中央监控诊断系统20中设置CO的上限和/或下限的报警数据和/或CO₂下限报警数据。一旦超过了上限或者下限的数据，中央监控诊断系统20就发出报警信号。此种情况表明对于送风量以及燃料输送量的控制已经失效，可能锅炉运行出现问题，需要立刻进行检修。

作为优选，所述的烟气中CO/CO₂含量探测仪是采用德图testo350Pro分析仪器，耐温极限高达500℃，从而满足高温测量的要求。

作为优选，各台锅炉产生蒸汽量，蒸汽压力和蒸汽温度，送风机风量风压，引风机风量风压，电机功率，锅炉补水量，炉膛温度等信息数据传输到中央监控诊断系统20，实现所有运行锅炉重点参数的实时在线监测

作为优选，所述发电自动化系统包括根据发电负荷调节所述汽轮机的机前压力和输出功率。

作为优选，所述发电自动化系统包括采集到的发电负荷调节锅炉的送风量和燃料量，同时调节锅炉的送水量。

所述发电自动化系统如图3所示，中央监控诊断系统采集发电机16的输出负荷。作为优选，输出负荷进行实时显示。如果需要增加输出负荷，则中央监控诊断系统发出指令，通过风机调节阀23和燃料流量控制调节装置25同时增加送风量和燃料量，同时通过补水泵17的输送功率来增加补水量。当然，作为优选，也可以通过泵18功率增加来增加进入锅炉的循环水量。当然作为优选，可以通过补水泵17和循环水泵18同时增加功率来加快调节时间。

如果需要减少输出负荷，则中央监控诊断系统20发出指令，通过风机调节阀23和燃料流量控制调节装置25同时减少送风量和燃料量，同时通过补水泵17的输送功率来减少补水量。当然，也可以通过泵18功率降低来减少进入锅炉的循环水量。当然作为优选，可以通过补水泵17和循环水泵18同时降低功率来加快调节时间。

作为优选，如果需要增加输出负荷，则中央监控诊断系统发出指令，增加所述汽轮机的机前压力和输出功率。如果需要降低输出负荷，则中央监控诊断系统发出指令，降低所述汽轮机的机前压力和输出功率。

通过上述的智能控制，可以实现锅炉的智能发电，使得锅炉燃烧和发电运行自动化，提高了监控的效率。

当然，图3是一个示意图，仅仅示出了补水泵17，其他部件在图1、2中进行了显示，在此进行了省略，本领域技术人员根据图1－3结合说明书记载能够理解。

作为优选，如图13所示，所述每台锅炉还包括自动控制排污系统，所述自动控制排污系统根据锅炉产生的蒸汽量和输入锅炉的水量进行自动控制。如果蒸汽量与输入锅炉的水量之间的比值小于下限数值，则中央监控诊断系统20自动控制减少排污量。如果蒸汽量与输入锅炉的水量之间的比值大于上限数值，则中央监控诊断系统20自动控制增加排污量。具体控制系统如下：

如图13所示，所述锅炉包括设置在蒸汽出口管路上的流量计34、压力计35和温度计36，用于测量输出蒸汽的流速、压力和温度。所述流量计34、压力计35和温度计36分别与中央监控诊断系统20进行数据连接，以便将测量的数据传递给中央监控诊断系统20，在中央监控系统中根据测量的蒸汽温度、压力、流速计算单位时间的蒸汽质量。

所述锅炉包括设置在锅炉汽包32下端的排污管，排污管上设置排污阀39，排污阀39一端连接阀门调节装置38，阀门调节装置38与中央监控诊断系统20进行数据连接，以便将阀门开度数据传递给中央监控诊断系统20，同时从中央监控诊断系统20接受指令，调节排污阀39的开度。

所述排污管上进一步包括流量计41，测量排污的流量。所述流量计41与中央监控诊断系统20进行数据连接，以便将数据传递给中央监控诊断系统20。中央监控诊断系统20根据流量计算出单位时间的排污量。

所述锅炉的总进水管上设置流量计，用于检测进入锅炉中的流量，所述流量计与中央监控诊断系统20进行数据连接，以便将测量的数据传递给中央监控诊断系统20，中央监控诊断系统20根据测量的流量计算单位时间进入锅炉的水的流量。

当然，进入锅炉的水是循环水管和补水管两者的水量总和。作为优选，可以在补水管和循环水管上分别设置与中央监控诊断系统20数据连接的流量计，通过计算两者流量之和，从而计算单位时间进入锅炉总的水量。本发明可以采用多种控制策略来控制排污量。

一个优选控制策略是：中央监控诊断系统20计算的蒸汽质量与输入锅炉的水的质量的比值小于下限值，则表明排污率过高，因此中央监控诊断系统20通过阀门调节装置38自动调小排污阀39的开度。通过上述操作，可以避免排污过大，造成能源的浪费。如果蒸汽质量与输入锅炉的水的质量的比值大于上限值，则表明排污率过低，可能会影响锅炉的寿命，则中央监控诊断系统20通过阀门调节装置38自动提高排污阀39的开度。

作为优选，如果排污阀39的开度最大的情况下，蒸汽质量与输入锅炉的水的质量的比值依然小于下限值，则系统会发出警告，提示排污系统是否出现故障。

作为优选，如果排污阀39的关闭的情况下，蒸汽质量与输入锅炉的水的质量的比值依然大于上限值，则系统会发出警告，提示排污系统是否出现故障。

一个优选控制策略是中央监控诊断系统20通过流量计41检测的排污的水的质量与输入锅炉的水的质量的比值超过上限时，则表明排污量过大，因此中央监控诊断系统20通过阀门调节装置38自动调小排污阀39的开度。如果检测的排污的水的质量与输入锅炉的水的质量的比值超过下限时，则表明排污量过小，因此中央监控诊断系统20通过阀门调节装置38自动调大排污阀39的开度。通过这样设置，避免汽包中的水质太差，以免造成锅炉汽包的腐蚀。

一个优选策略，所述汽包32还包括水质分析仪37，以测量汽包内的水质。所述水质分析仪37与中央监控诊断系统20进行数据连接，以便接受测量的数据，根据测量的数据对排污阀39进行开度控制。如果测量的数据表明水质过差，例如某一指标超出数据上限，则需要进行及时排污，因此中央监控诊断系统20通过阀门调节装置38自动调大排污阀39的开度。如果测量的数据表明水质好，则中央监控诊断系统20通过阀门调节装置38自动调小排污阀39的开度。必要情况下甚至可以关闭排污阀。

一个优选策略，在排污管道上设置水质分析仪(没有示出)，以测量排污管内的水质。所述水质分析仪与中央监控诊断系统20进行数据连接，以便接受测量的数据，根据测量的数据对排污阀进行开度控制。如果测量的数据表明水质过差，例如某一指标超出数据上限，则需要进行及时排污，因此中央监控诊断系统20通过阀门调节装置38自动调大排污阀39的开度。如果测量的数据表明水质好，则中央监控诊断系统20通过阀门调节装置38自动调小排污阀39的开度。必要情况下甚至可以关闭排污阀。

作为优选，所述排污管道上连接余热利用换热器33，所述余热利用换热器33，以便充分利用污水的热量。换热器33的冷源入口管设置阀门40，所述阀门40与阀门调节装置41连接，阀门调节装置41与中央监控诊断系统20进行数据连接，以便将阀门40的开度数据传递给中央监控诊断系统20和同时接受中央监控诊断系统20的指令。如果中央监控诊断系统20测量的排污量增加，则中央监控诊断系统20通过阀门调节装置41增加阀门0的开度，以增加进入换热器33的冷源量，保持换热器33输出的冷源的温度恒定，同时避免冷源过热。如果中央监控诊断系统20测量的排污量减少，则中央监控诊断系统20通过阀门调节装置41减小阀门0的开度，以减少进入换热器33的冷源量，保持换热器33输出的冷源的温度恒定，同时避免冷源加热效果太差。作为优选，所述换热器33可以设置多个。

作为优选策略，中央监控诊断系统20可以通过计算蒸汽质量与排污质量之和与输入锅炉的水的质量的比值来计算锅炉的水损失。如果计算的水损失超过上限，中央监控诊断系统20则发出报警提示。

作为优选策略，汽包32中设置水位计(没有示出)，所述水位计与中央监控诊断系统20进行数据连接，以便将测量数据传递给中央监控诊断系统20。中央监控诊断系统20根据测量的数据计算单位时间的水位高度变化，从而计算出汽包32中的水单位时间的质量变化。中央监控诊断系统20根据蒸汽量、锅炉输入的水量以及汽包水量的变化来调节排污阀39的开度。如果中央监控诊断系统20计算的蒸汽质量加上锅炉汽包32水的质量变化之和与输入锅炉的水的质量的比值低于一定数值小于下限值，则表明排污率过高，因此中央监控诊断系统20通过阀门调节装置38自动调小排污阀39的开度。通过上述操作，可以避免排污过大，造成能源的浪费。通过增加汽包水位检测，进一步增加了测量的数据的准确。

作为优选策略，中央监控诊断系统20可以通过计算蒸汽质量、汽包水的变化质量与排污质量三者之和与输入锅炉的水的质量的比值来计算锅炉的水损失。如果计算的水损失超过上限，中央监控诊断系统20则发出报警提示。

作为优选，设置测量汽包中水的温度和汽包压力的装置，所述装置与中央监控诊断系统20数据连接，中央监控诊断系统20根据测量的温度和压力计算汽包中水的质量变化。通过温度和压力计算水的质量，使得结果更加准确。

作为优选，汽包中设置测量蒸汽温度和压力的装置，所述装置与中央监控诊断系统20数据连接，中央监控诊断系统20根据测量的温度和压力以及汽包中水位高度，计算汽包中蒸汽的质量。这样，在前面的计算中，根据汽包中蒸汽的质量变化、输出蒸汽的质量和汽包中水的质量变化三者之合与输入锅炉的水的质量的比值的大小来控制排污阀的开度。这样使得计算结果更加准确。

同样，计算水的损失的时候也需要将汽包中蒸汽的质量变化、输出蒸汽的质量和汽包中水的质量变化以及排污量四者之和与锅炉输入水量进行对比。

作为优选，可以在排污管上设置温度计，中央监控诊断系统20根据排污的水温、水的成分以及流速计算单位时间的排污的水的质量。

作为优选，在中央监控诊断系统20中预先存储蒸汽的温度压力与密度的关系数据，以便计算蒸汽质量。也可以预先存储水的温度与密度关系数据，一边计算汽包中水的质量。对于污水的温度、成分以及密度的关系也预先存储下中央监控诊断系统20中。

作为优选，中央监控诊断系统20根据得到的输出的蒸汽质量以及输入的燃料量，实时监测每台锅炉的吨汽耗燃料量参数，实时诊断锅炉的运行状态，使锅炉始终保持高效运行，避免锅炉效率底下造成的能源浪费。

锅炉吨汽耗燃料量定义为锅炉某一段时间产生的蒸汽总量除以锅炉此段时间内输入的燃料总质量，得到吨汽耗燃料量的指标。

如果锅炉吨汽耗燃料量过小，则表明锅炉效率低下，需要进行检查和维护。

锅炉吨汽耗燃料量可以动态更新，总是累积前一段时间，优选是5分钟的数据作为计算结果显示，并可以绘制出趋势曲线。

作为优选，燃料是煤。

作为优选，中央监控诊断系统20还与用电信息进行数据连接，以便及时得到锅炉系统的辅机的用电量。中央监控诊断系统20根据得到的输出的蒸汽质量以及用电量，实时监测每台锅炉的吨汽耗电量参数，实时诊断锅炉的运行状态，使锅炉始终保持高效运行，避免锅炉效率底下造成的能源浪费。

锅炉吨汽耗电量定义为锅炉某一段时间产生的蒸汽总量除以锅炉此段时间内所有辅机耗电量的总和，得到吨汽耗电量的指标。

如果锅炉吨汽耗电量过小，则表明锅炉效率低下，需要进行检查和维护。

锅炉吨汽耗电量可以动态更新，总是累积前一段时间，优选是5分钟的数据作为计算结果显示，并可以绘制出趋势曲线。

作为优选，通过实时监测并列运行锅炉的吨汽耗燃料量和/或吨汽耗电量的参数，对并列运行的锅炉实现对标分析，始终使效率最高的锅炉处于最大负荷状态，效率低的锅炉及时发现问题并尽快解决，始终使运行的锅炉保持高效。

通过分析对标每台锅炉的吨汽耗煤量和/或吨汽耗电量指标，分析判断出热效率较高的锅炉，增大其运行负荷；而对于热效率相对较低的锅炉，减少其运行负荷，如果锅炉热效率低于正常运行经验数据，则需要尽快停炉检修，提高其热效率后再尽快投入运行。

作为优选，所述的汽水换热器和余热利用换热器为板式换热器。板式换热器采用如下结构：

所述板式换热器包括换热板片10、密封垫片13，密封垫片13位于相邻的换热板片10之间，所述密封垫片13安装在换热板片10周边的密封凹槽28内，所述密封凹槽28为梯形结构，所述梯形结构的上下两边为平行得边，上边为短边，下边为长边，所述梯形结构的平行的两条边的短边位置设置开口31，所述密封垫片13为与密封凹槽互相配合的梯形结构，所述密封垫片13从开口31处放入到密封凹槽28内。

通过设置梯形结构的密封凹槽以及与之对应的密封垫片，可以使得密封凹槽和密封垫片紧紧的嵌合在一起，避免使用粘合剂，增加了密封的牢固性。

作为优选，所述的梯形结构为等腰梯形结构。

作为优选，所述密封凹槽28在左右两条边的内部设置凸起29，与之对应，在密封垫片13的梯形结构的左右两条边的外部设置与凸起29对应的凹部。通过上述结构，使得密封凹槽和密封垫片嵌合的更加牢固，密封效果更好。

作为优选，所述密封凹槽28在下部的边的内部设置凸起30，与之对应，在密封垫片13的梯形结构的下部的边的外部设置与凸起30对应的凹部。通过上述结构，使得密封凹槽和密封垫片嵌合的更加牢固，密封效果更好。

作为优选，凸起29为三角形，凸起30为长方形。

作为优选，所述凸起29在每一边分别设置多个，作为优选为3－5个。

作为优选，三角形凸起29的下部边与梯形的下部的边平行。通过这样设置，可以使得安装密封垫片13更加容易，安装方便。

作为优选，梯形的左右两条边和长边(即下部的边)的夹角为40－70°，优选为50－60°。梯形的高度与短边之间的长度为1：(2－4)，优选为1：3。设置这样的角度和长度，一方面要考虑嵌合的牢固性，一方面要考虑安装的便利性。角度越小，高度越高，则安装越困难，但是嵌合牢固性好，密封效果好。反之，角度越大，高度越低，则安装越容易，但是嵌合牢固性差，密封效果差。上述的角度和高度是考虑安装便利性和嵌合牢固性进行的综合考虑得到的最优的效果。

一般情况下，板式换热器板片两侧冷、热流体通道的横截面积是相等的(图6a)。在此种情况下，如果两种流体的流量(指体积流量)相差不大，此时同一种流体的流道可以采取互相平行并联的方式，如图6a，此时板式换热器两侧流体的换热系数相差不大，整个换热器换热系数很高，而且这样设置还可以使得两种流体的进出口都在一个端板5上，如图6b所示，有利于板式换热器的拆解检修和板片清洗。但是如果两种流量相差较大的流体进行换热时，如果两种流体都采取并联的流体通道，则会出现较小流量的流速太低，从而导致更低的换热系数。因此通常将低流量流体通道设置成串联的形式，如图7a所示，这样就无法将冷热流体的四个进出口全部设置在一个端板上，只能设置在两个端板5、6上，如图7b所示，在两个端板上都设置流体进出接口，在换热器跟管路处于连接状态时，板式换热器将拆卸困难，需要两端拆卸，造成检修不便。

本发明的板式换热器采取如下结构，以便适应汽液换热。

作为优选，所述流量小的换热板片10中设置至少一个分流部件，所述分流部件将流经换热板片的换热流体的流动路径分成至少两个分程流道7，所述的换热板片10中的分程流道7为串联结构。通过上述的分程流道7的串联结构，使得流体因此经过所有的分程流道7，如图6所示，从而使换热流体在换热板片10上形成S形流道。

通过设置分流部件，使得流量小的流体可以充满整个换热板片，从而避免了出现一些流体短路的换热区域，从而增加了换热系数，提高了整个换热器的换热系数；此外，通过设置分流部件，使得小流量的流体也能够实现在多个板片中的流体通道的并联，如图6a所示，避免了为了提高换热系数而将小流体通道设置为图7a所示的串联的结构，从而可以使得流体的四个进出口1－4都设置在同一个端板上，从而使得维护方便。

作为优选，大流量流体的体积流量是小流量流体的体积流量的2倍以上。

针对汽水换热器，作为优选，水源侧的板片设置分流部件。

作为优选，分流部件是通过密封槽8和密封垫9实现的，所述密封槽8设置在换热板片上，通过将密封垫9插入到密封槽8内，从而形成分流部件。

作为优选，分流部件是通过在换热板片上直接设置密封条来实现。作为优选，密封条和换热板片一体化制造。

在换热板片的流体进口和出口的上下两端上，即图3的上下两端，分流部件在一端是封闭的，在另一端是设置开口的，其中沿着左右方向，开口位置是交替设置在上下两端，这样保证流体通道形成S形。

请注意，前面以及后面所提到的上下左右方向并不限定于使用状态中的是上下左右方向，此处仅仅是为了表述图8中的板片的结构。

图8、11所述的板片因为设置了两个分流部件，因此流体的进出口设置在上端和下端。当然也可以设置1个或者奇数个分流部件，此时的流体的进出口位置就位于同一端上，即同时位于上端或下端。

如前所述的S形流道可以是半个S形，例如只设置一个分流部件的情况，也可以是整个S形，例如图8、11的形式，也可以是多个一个S形和/或半个S形的组合，例如设置大于2个分流部件的情况，例如3个分流部件就是1一个S形和半个S形的组合，4个分流部件就是2个S形，等等以此类推。

对于采用密封垫的形式，作为优选，密封垫与板式换热器换热板片之间的设置的垫片一体化设计，因此本发明也提供了一中板式换热器中在换热板片之间使用的垫片。所述垫片中设置至少一个分流密封垫9，所述分流密封垫9将流经换热板片的换热流体的流动路径分成至少两个分程流道7，所述的换热板片10中的分程流道7为串联结构，从而使换热流体在换热板片10上形成S形流道。

在数值模拟和实验中发现，通过设置分流部件，能够使得换热器换热系数增加，但是同时也带来流动阻力的增加。通过数值模拟和实验发现，对于分流流道的宽度，如果过小，会导致流动阻力过大，换热器的承压太大，而且可能产生流道两侧边界层沿着流体流动方向重合，而导致换热系数下降，流道宽度过大也会导致降低板式换热器的换热系数，因此对于分流通道7具有一个合适的数值；对于分流部件开口的长度也有一定的要求，如果开口过小，会导致流体通过开口流过的数量过小，在增加压力的同时降低了换热系数，同理，如果过大，则流体会产生短路区域，起不到相应的换热效果，因此对于开口也有一个合适的长度。因此在分流部件的开口长度、分流部件的长度、分流流道宽度之间满足一个最优化的尺寸关系。

因此，本发明是通过多个不同尺寸的换热器的上千次数值模拟以及试验数据，在满足工业要求承压情况下(2.5MPa以下)，在实现最大换热量的情况下，总结出的最佳的换热板片的尺寸优化关系。

如图7所示，分流部件的开口长度L1，分流部件的长度为L2，分流流道宽度W，则满足如下关系式：

L1/L＝a－b＊Ln(L1/W)－c＊(L1/W)；

其中L＝L1+L2；

400＜L＜800mm，80＜L1＜140mm，130＜W＜150mm；Ln是对数函数

0.17＜L1/L＜0.22，0.5＜L1/W＜1.1

0.18＜a＜0.21，0.014＜b＜0.016，0.0035＜c＜0.004。

其中开口长度是沿着分流部件，从开口出现的位置沿伸到流体通道的最远的位置，如图7中的A点。

作为优选，a＝0.19，b＝0.015，c＝0.0037；

作为优选，随着L1/W的不断增加，a的数值不断减少；

作为优选，随着L1/W的不断增加，b、c的数值不断增加。

作为优选，分流通道的流体的流速为0.4－0.8m/s，优选，0.5－0.6m/s，在此流速下采取上述公式得到的换热效果最好。

优选，换热器换热板的板间距4－6mm，优选5mm。

对于图9中的采用密封垫的与垫片一体化的形式，也满足上述公式情况下，换热效果最优。

作为优选，多个分流部件是互相平行。

作为优选，沿着流体流动的方向(即距离换热板片的流体入口越远)，同一换热板片上不同的分流流道的宽度W不断的减少。例如，图8中的分流流道7的宽度大于分流流道11，分流流道11的宽度大于分流流道12。通过分流流道宽度W不断的减少可以使得流体不断的加速，避免因为动力不足导致的流体运行缓慢。

作为优选，沿着流体流动的方向，同一分流流道的宽度W不断的减少。例如，分流流道7内，沿着流体流动方向(即图8从上到下)，宽度W不断的减少。此时，对于前面公式中的W采用的是平均宽度W。

作为优选，不同换热板片上，距离换热器流体入口越远，分流流道宽度越小。主要是距离入口越远，则分配流体越少，通过流道宽度的变化使得流体保证一定的流速。

作为优选，换热板片设置波纹，波纹的高度不同。同一板片上，沿着流体的流动路径，同一个分流通道内的波纹高度逐渐升高，例如分流流道7内，沿着流体流动方向(即图8从上到下)，波纹高度逐渐升高。

作为优选，分流流道距离换热板片流体入口距离越远，不同分流流道内的波纹的高度越高，例如，图8中的分流流道7内的波纹高度小于分流流道11，分流流道11的波纹高度小于分流流道12。

作为优选，不同换热板片上，距离换热器流体入口越远，波纹高度越高。主要是距离入口越远，则分配流体越少，通过波纹高度的变化使得流体保证一定的流速。

作为优选，换热板片设置波纹，波纹的密度不同。同一板片上，沿着流体的流动路径，同一个分流通道内的波纹密度逐渐变大，例如分流流道7内，沿着流体流动方向(即图8从上到下)，波纹密度逐渐变大。

作为优选，分流流道距离换热板片流体入口距离越远，不同分流流道内的波纹的密度变大。例如，图8中的分流流道7内的波纹密度小于分流流道11，分流流道11的波纹密度小于分流流道12

作为优选，不同换热板片上，距离换热器流体入口越远，波纹密度越大。主要是距离入口越远，则分配流体越少，通过波纹高度的变化使得流体保证一定的流速。

作为优选，前面所提到的波纹高度和/或密度增加的幅度越来越小。

作为优选，密封垫9和/或换热板片之间的密封垫片采用橡胶材料。所述橡胶材料由以下重量份数的原料制成：三元乙丙橡胶7－9份，丁苯胶3－6份，氧化锌6－8份，白炭黑13－15份，促进剂4－5份，发泡剂2－8份，环烷油5－6份，钛白粉20份，天然橡胶50－55份，莱茵散10－13份，硅橡胶15－17份，碳化硅2份，三聚腈胺2份，防老剂0.6份至1.5份，软化剂4份至6份，硫化剂2.2份至4份。

作为优选，三元乙丙橡胶8份，丁苯胶5份，氧化锌7份，白炭黑14份，促进剂4份，发泡剂4份，环烷油6份，钛白粉20份，天然橡胶52份，莱茵散12份，硅橡胶16份，碳化硅2份，三聚腈胺2份，防老剂0.9份，软化剂5份，硫化剂3份。

制造方法包括如下步骤：

A.在密炼机中依次加入所述三元乙丙橡胶、丁苯胶、氧化锌、白炭黑、促进剂、发泡剂、环烷油、钛白粉、天然橡胶、莱茵散、硅橡胶、碳化硅、三聚腈胺以及促进剂和防老剂，然后启动密炼机进行第一次混炼，时间70秒至75秒，温度为60℃至70℃；

B.在A步骤的密炼机中加入软化剂进行第二次混炼，时间75秒，温度小于105℃，然后冷却排胶；

C.硫化：将B步骤的胶排到压片机上再加入硫化剂进行翻炼，时间125－140秒，下片即得。

作为优选，促进剂是促进剂D。

作为优选，所述促进剂为二硫代氨基甲酸盐；所述防老剂为聚乙烯蜡；所述软化剂为石蜡；所述硫化剂为硫化树脂。

所述橡胶具有如下优点：1)通过添加氧化锌、钛白粉的物料复配，所得材料弹性好，并且具有一定的硬度，耐磨耐用，寿命长，不易磨损。2)由于采用聚乙烯蜡作为防老化剂，可提高橡胶的持久度、硬度和抗磨损性；3)硫化时间短，使橡胶由线形结构的大分子交联成为立体网状结构的大分子，产出的橡胶其抗张、定伸、耐磨的性能好。

图10展示了流量大的流体的流动通道，实际上，对于本发明来说，两种换热流体都可以使用流量小的流体。例如在换热板片一定的情况下，两种流体的流量都很小，此时两种流体的流动通道都可以采取图8、图11形式的板片。

虽然本发明已以较佳实施例披露如上，但本发明并非限定于此。任何本领域技术人员，在不脱离本发明的精神和范围内，均可作各种更动与修改，因此本发明的保护范围应当以权利要求所限定的范围为准。

Claims (5)

1.一种锅炉，所述锅炉包括自动控制排污系统，所述自动控制排污系统根据锅炉产生的蒸汽量和输入锅炉的水量进行自动控制；

如果蒸汽量与输入锅炉的水量之间的比值小于下限数值，则中央监控诊断系统自动控制减少排污量，如果蒸汽量与输入锅炉的水量之间的比值大于上限数值，则中央监控诊断系统自动控制增加排污量。

2.如权利要求1所述的锅炉，所述锅炉包括设置在蒸汽出口管路上的流量计、压力计和温度计，用于测量输出蒸汽的流速、压力和温度；所述流量计、压力计和温度计分别与中央监控诊断系统进行数据连接，以便将测量的数据传递给中央监控诊断系统，在中央监控系统中根据测量的蒸汽温度、压力、流速计算单位时间的蒸汽质量；

所述锅炉包括设置在锅炉汽包下端的排污管，排污管上设置排污阀，排污阀一端连接阀门调节装置，阀门调节装置与中央监控诊断系统进行数据连接，以便将阀门开度数据传递给中央监控诊断系统，同时从中央监控诊断系统接受指令，调节排污阀的开度；

所述排污管上进一步包括流量计，测量排污的流量。所述流量计与中央监控诊断系统进行数据连接，以便将数据传递给中央监控诊断系统，中央监控诊断系统根据流量计算出单位时间的排污量；

所述锅炉的总进水管上设置流量计，用于检测进入锅炉中的流量，所述流量计与中央监控诊断系统进行数据连接，以便将测量的数据传递给中央监控诊断系统，中央监控诊断系统根据测量的流量计算单位时间进入锅炉的水的流量。

3.如权利要求1或2所述的锅炉，如果排污阀的开度最大的情况下，蒸汽质量与输入锅炉的水的质量的比值依然大于上限值，则系统会发出警告，提示排污系统是否出现故障。

4.如权利要求1或2所述的锅炉，如果排污阀的关闭的情况下，蒸汽质量与输入锅炉的水的质量的比值依然小于下限值，则系统会发出警告，提示排污系统是否出现故障。

5.如权利要求1-2之一所述的锅炉，其特征在于，所述排污管上设置余热换热器。