CN107084382B

CN107084382B - 一种组分反馈自动控制锅炉排污系统

Info

Publication number: CN107084382B
Application number: CN201710363419.7A
Authority: CN
Inventors: 刘彦臣; 刘晓勇; 余后明; 刘勇; 齐超; 宋金圣
Original assignee: North University of China
Current assignee: North University of China
Priority date: 2017-05-22
Filing date: 2017-05-22
Publication date: 2018-07-06
Anticipated expiration: 2037-05-22
Also published as: CN108775575B; CN108800098A; CN108800098B; CN108775575A; CN107084382A; CN109058970B; CN109058970A

Abstract

本发明提供了一种自动控制锅炉排污系统，所述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，所述锅炉定期进行排污，所述中央诊断监控器根据蒸汽质量与输入锅炉的水的质量之间的比值自动设定排污量。本发明通过实时监控每台锅炉的输入水量与产生蒸汽量，得到输入水量和产生蒸汽量的动态比关系，根据动态比例关系，自动计算锅炉的排污量，根据排污量来调整排污时间和排污速度。本发明因为是自动计算排污量，与现有技术相比，减少现有技术自动控制带来的滞后性，能够实现最优的排污控制。

Description

一种组分反馈自动控制锅炉排污系统

技术领域

本发明属于锅炉领域，属于F22领域。

背景技术

蒸汽锅炉在运行中，随着蒸汽的产出，锅水被浓缩。当盐浓度升高到一定程度时，锅水会产生泡沫，发生汽水共腾，蒸汽大量带水，并造成严重的虚假水位，使炉况控制不稳。因此必须控制锅水的含盐浓度，确保蒸汽质量及锅炉运行安全。

我国对工业锅炉水质有国家标准，例如在GB1576-2001中，对压力为 1.6～2.5Mpa、带过热器的蒸汽锅炉，规定锅水的溶解固形物浓度(TDS)不得超过2500mg/L。其中，溶解固形物可近似认为是锅水含盐量。

控制锅水含盐量的主要方法是，在运行中随着蒸汽的产出，采用表面排污的办法，在锅筒蒸发面的下侧排出一部分盐浓度高的锅水，并相应补充盐浓度低的补给水，实现对锅水盐浓度的稀释。如果排污量不足，锅水的盐浓度会越来越高；反之，若排污量过大，则因排出的是含有大量热能的锅水，会造成能量损失和软水资源的浪费。节能减排的最优方案是以最小的排污量，控制锅炉水质达标，确保安全运行，提高热效率。

国内大多数工业锅炉采用人工定时(每班一次或几次)打开或关闭排污阀。这种传统的排污方法无法实现排污量的按需控制。面对蒸汽流量的变化，一般只能按最大的可能蒸发量超量排放，造成能源浪费。即使如此，在负荷变化大时仍难保证锅水一定合格。

为实现按需连续排污，国内外都在研究自动控制方法。例如201510601501X按照锅炉的汽水比进行自动排污，但是目前现有的排污方法都是某一参数达到一定程度，自动打开排污阀，当某一参数降到某一低限时，关闭排污阀。这种间歇自动排污方法虽比人工定时排污有所改进，但含盐量始终在高、低限区间内上下波动，而且因为数据控制的滞后性，仍有一定的过量排放或者排放不足，不是最优的排污控制方案。

针对上述的缺陷，本发明提供了一种新的智能控制的排污的锅炉系统。

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比关系，根据动态比例关系，自动计算锅炉的排污量，根据排污量来调整排污时间和排污速度。

为了实现上述目的，本发明的技术方案如下：

一种锅炉系统，包括中央诊断监控器和锅炉，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监控诊断控制器进行数据连接，以便将测量的数据传递给监控诊断控制器，在监控诊断控制器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，阀门调节装置与监控诊断控制器进行数据连接，以便将排污阀开度数据传递给监控诊断控制器，同时从监控诊断控制器接受指令，调节排污阀的开度；

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，所述流量计与监控诊断控制器进行数据连接，以便将测量的数据传递给监控诊断控制器，监控诊断控制器根据测量的流量计算单位时间进入锅炉的水的质量；

所述锅炉定期进行排污，所述中央诊断监控器根据蒸汽质量与输入锅炉的水的质量之间的比值自动设定排污量。

作为优选，所述中央诊断监控器根据蒸汽质量与输入锅炉的水的质量之间的比值自动设定排污时间，从而自动控制排污量。

作为优选，开始定期进行排污时，如果监控诊断控制器检测的蒸汽质量与输入锅炉的水的质量之间的比值小于上限数值，则监控诊断控制器通过阀门调节装置关闭排污阀；如果监控诊断控制器检测的蒸汽质量与输入锅炉的水的质量之间的比值大于上限数值，所述中央诊断监控器根据蒸汽质量与输入锅炉的水的质量之间的比值自动设定排污量。

作为优选，如果排污后，监控诊断控制器检测的蒸汽质量与输入锅炉的水的质量之间的比值依然大于上限数值，则锅炉发出提示信号。

作为优选，随着蒸汽质量与输入锅炉的水的质量之间的比值的增加，排污量不断增加，而且随着蒸汽质量与输入锅炉的水的质量之间的比值的增加，排污量不断增加的幅度越来越大。

作为优选，排污量控制方式如下：

中央诊断监控器存入基准数据蒸汽质量M_蒸汽、输入锅炉的水的质量M_水和排污时间T、排污速度V，是蒸汽质量与输入锅炉的水的质量之间的比值M_蒸汽/M_水时满足要求的排污量V*T，

则蒸汽质量变为m_蒸汽、输入锅炉的水的质量变为m_水的时候，排污时间t和排污速度v满足如下要求：

(v*t)/(V*T)=a*(（m_蒸汽/m_水）*（M_水/ M_蒸汽）)^b,其中a,b为参数，满足如下公式：

（m_蒸汽/m_水）*（M_水/ M_蒸汽）<1,0.96<a<1.0;

（m_蒸汽/m_水）*（M_水/ M_蒸汽）=1, a=1；

（m_蒸汽/m_水）*（M_水/ M_蒸汽）>1, 1.0<a<1.05;

上述的公式中需要满足如下条件：0.85<（m_蒸汽/m_水）*（M_水/ M_蒸汽）<1.15；

上述公式中，温度M_蒸汽、m_蒸汽是单位时间产生的蒸汽质量，单位是Kg/s,M_水、m_水是单位时间输入的水的质量，单位是Kg/s,排污速度V，v是排出的污水速度，单位为m/s, 排污时间T,t的单位为s。

作为优选，当（m_蒸汽/m_水）*（M_水/ M_蒸汽）<1, a=0.974；1.03<b<1.06。

作为优选，当（m_蒸汽/m_水）*（M_水/ M_蒸汽）>1, a=1.03；1.06<b<1.08。

作为优选，所述汽包连接上升管和下降管，所述上升管内分隔设置多个分切换热部件，所述分切换热部件沿着上升管高度方向延伸，所述分切换热部件上设置有若干数量的孔，所述孔在上升管高度方向贯通分切换热部件。

与现有技术相比较，本发明的锅炉系统具有如下的优点：

1）本发明通过实时监控每台锅炉的输入水量与产生蒸汽量，得到输入水量和产生蒸汽量的动态比关系，根据动态比例关系，自动计算锅炉的排污量，根据排污量来调整排污时间和排污速度。本发明因为是自动计算排污量，与现有技术相比，减少现有技术控制而带来的滞后性，能够实现最优的排污控制。

2）本发明将基准数据存入控制器中，控制器根据计算的输水量和产生蒸汽量的动态比关系，自动计算排污数量，此数量会大大降低因为阀门调节而带来的滞后性误差。

3）本发明的锅炉还具有自动修正功能。根据检测的水质排污情况自动修正基准数据，保证调控的准确性。

4）本发明在上升管内设置分切换热装置，通过分切换热装置将两相流体分离成液相和汽相，将液相分割成小液团，将汽相分割成小气泡，促使汽相顺畅流动，起到稳定流量的作用，具有减振降噪的效果，而且本发明通过设置分切换热装置，相当于在上升管内增加了内面积，强化了换热，提高了换热效果。

附图说明

图1是本发明排污系统自动控制的示意图；

图2是本发明分切换热部件一个实施例的主视结构示意图；

图3是本发明分切换热部件在上升管内布置示意图；

图4是是本发明分切换热部件在上升管内布置的另一个示意图；

图5是本发明控制的流程示意图。

1汽包，2输水管，3流量计，4压力计，5温度计，6水质分析仪，7阀门调节装置，8排污阀，9蒸汽管，10排污管，11流量计,12中央监控诊断控制器，13上升管，14分切换热部件，15孔，16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。

如图1所示，一种锅炉热力系统，所述锅炉热力系统包括至少一台锅炉，用于产生蒸汽，所述锅炉与监控诊断控制器12进行数据连接，以便对锅炉的运行进行监控。

如图1所示，所述锅炉包括自动控制排污系统，所述锅炉定期进行排污，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。具体控制系统如下：

如图1所示，所述锅炉包括设置在蒸汽出口管路9上的流量计3、压力计4和温度计5，用于测量输出蒸汽的流速、压力和温度。所述流量计3、压力计4和温度计5分别与监控诊断控制器12进行数据连接，以便将测量的数据传递给监控诊断控制器12，在监控诊断控制器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1下端的排污管，排污管上设置排污阀8，排污阀8一端连接阀门调节装置7，阀门调节装置7与监控诊断控制器12进行数据连接，以便将阀门开度数据传递给（包括开度大小、开闭时间和开闭状态等）监控诊断控制器12，同时从监控诊断控制器12接受指令，调节排污阀8的打开、关闭和开度大小。

所述排污管上进一步包括流量计11，测量排污的流量。所述流量计11与监控诊断控制器12进行数据连接，以便将数据传递给监控诊断控制器12。监控诊断控制器12根据流量计算出单位时间的排污量，从而计算出单位时间排污质量。排污质量可以采用经验的排污水的密度来计算，也可以通过测量排污水温度（需要总排污管上设置温度传感器，测量排污水的温度）来具体调用控制器12中存储的数据来计算。

所述锅炉的总进水管2（包括回水和补水）上设置流量计16，用于检测进入锅炉中的水的流量，所述流量计16与监控诊断控制器12进行数据连接，以便将测量的数据传递给监控诊断控制器12，监控诊断控制器12根据测量的流量计算单位时间进入锅炉的水的流量，从而计算出单位时间进入锅炉的水的质量。水的质量可以采用水的密度来计算，也可以通过测量水的温度（需要总进水管2设置温度传感器，测量水的温度）来具体调用控制器12中存储的数据来计算。

当然，进入锅炉的水是循环回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监控诊断控制器12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。

所述排污量通过排污速度和排污时间来计算，即排污量=排污速度*排污时间。所述排污速度优选是前面所述的单位时间排污质量，通过流量计11来检测，所述排污时间通过控制阀门8打开的时间来计算。

控制策略如下：

监控诊断控制器12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，因此监控诊断控制器12通过阀门调节装置7关闭排污阀8。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，所述中央诊断监控器12根据蒸汽质量与输入锅炉的水的质量之间的比值自动设定排污量。

如果排污后，监控诊断控制器12检测的蒸汽质量与输入锅炉的水的质量之间的比值依然大于上限数值，则锅炉发出提示信号。

在研究中发现，随着锅炉蒸汽与水的质量的比值的增加，排污量增加的幅度也要增加，而且增加的幅度越来越高此关系，需要说明的是，此变化规律是本申请人通过大量的研究首先发现，并根据其规律进行的改进，并不是本领域的容易想到的，属于本发明的一个发明点。通过上述排污量增加幅度与蒸汽质量与输入锅炉的水的质量之间的比值的关系的变化，能够与实际情况排污量相对应，尽快的提高排污效率。

在实际研究中发现，蒸汽质量与输入锅炉的水的质量之间的比值和排污量之间需要有一个最佳的关系，如果蒸汽质量与输入锅炉的水的质量之间的比值过大，则排污量必然也要求大，否则达不到排污效果。蒸汽质量与输入锅炉的水的质量之间的比值小，则排污量也也要求小，否则造成热量的浪费。因此排污量不能过大也不能过小，过大会导致热量损失，过小会导致排污效果不好。因此需要准确确定合适排污量的大小。本发明通过大量的数值计算和实验研究，得出了最佳的蒸汽质量与输入锅炉的水的质量之间的比值和排污量之间的关系。

中央诊断监控器12存入基准数据：蒸汽质量M_蒸汽、输入锅炉的水的质量M_水和排污时间T、排污速度V（即排污水流速），是蒸汽质量与输入锅炉的水的质量之间的比值M_蒸汽/M_水情况下，排污量V*T满足排污要求。

基准数据表示满足一定排污条件的数据。例如可以是满足达到一定范围内的水质要求，或者达到一定水质情况下要求最少排污量等。

如果蒸汽质量变为m_蒸汽、输入锅炉的水的质量变为m_水的时候，排污时间t和排污速度v满足如下三种不同的运行模式之一：

第一模式： v保持基准速度V不变，排污时间变化如下：

t=T*(（m_蒸汽/m_水）*（M_水/ M_蒸汽）)^c,其中c为参数，1.02<c<1.05；优选的，c=1.04;

第二模式：t保持基准时间T不变，排污速度变化如下：

v / V =(（m_蒸汽/m_水）*（M_水/ M_蒸汽）)^d,其中d为参数， 1.04<d<1.07;优选的， d=1.053

第三模式：v和t可变，排污时间和排污速度的关系如下：

（m_蒸汽/m_水）*（M_水/ M_蒸汽）<1,0.96<a<1.0;

（m_蒸汽/m_水）*（M_水/ M_蒸汽）=1, a=1；

（m_蒸汽/m_水）*（M_水/ M_蒸汽）>1, 1.0<a<1.05;

其中在上述三种模式的公式中需要满足如下条件：0.85<（m_蒸汽/m_水）*（M_水/ M_蒸汽）<1.15；

所述的基准数据存储在中央诊断监控器12中。

作为优选，中央诊断监控器12存储多组基准数据。

作为优选，当满足多组基准数据时，第一模式选取（1－t/T）²的值最小的一组t；当然也可以选择第一组满足要求的t，也可以从满足条件的t中随机选择一组；

作为优选，当满足多组基准数据时，第二模式选取（1－v/V）²的值最小的一组v；当然也可以选择第一组满足要求的v，也可以从满足条件的v中随机选择一组；

优选的，第三模式选取（（1－v/V）²+（1－t/T）²）的值最小的一组v和t；当然也可以选择第一组满足要求的v和t，也可以从满足条件的v和t中随机选择一组；

在实际应用中，可编程控制器中存储多组基准数据，然后中央诊断监控器12根据检测输入的数据（m_蒸汽/m_水）*（M_水/ M_蒸汽），在满足0.85<（m_蒸汽/m_水）*（M_水/ M_蒸汽）<1.15情况下，在自动选择合适的基准数据作为依据。

优选的，当出现两组或者多组基准数据情况下，可以提供用户选择的基准数据的界面、优选的，系统可以自动选择（（1－s/S）²+（1－l/L）²）的值最小的一个。

所述三种模式可以只存储一种在可编程控制器中，也可以存储两种或者三种在可编程控制器中。

进一步优选，当（m_蒸汽/m_水）*（M_水/ M_蒸汽）<1, a=0.974；1.03<b<1.06。

进一步优选，当（m_蒸汽/m_水）*（M_水/ M_蒸汽）>1, a=1.03；1.06<b<1.08。

作为优选，所述汽包1还包括水质分析仪6，以测量汽包内的水质。所述水质分析仪6与监控诊断控制器12进行数据连接，以便接受测量的数据。

作为优选，所述锅炉还具有修正功能。作为优选，当需要进行定期排污时，如果排污量没有达到基准排污量，此时监控诊断控制器12检测的水质符合水质要求，则监控诊断控制器12控制排污阀关闭，如果此时排污量少于基准排污量（即V*T）一定误差，例如优选5％，则监控诊断控制器12自动将新的排污时间、排污速度和蒸汽质量与输入锅炉的水的质量之间的比值作为基准数据存储在监控诊断控制器12。

如果排污量达到基准排污量，但是排污水质没有符合要求，则监控诊断控制器12控制排污阀继续排污，直到监控诊断控制器12检测的水质符合水质要求，则监控诊断控制器12控制排污阀关闭，如果此时排污量大于基准排污量（即V*T）一定误差，例如优选5％，则监控诊断控制器12自动将新的排污时间、排污速度和蒸汽质量与输入锅炉的水的质量之间的比值作为基准数据存储在监控诊断控制器12。

上述的修正功能可以定期进行，也可以在运行中自动进行。

作为优选，存储的新的基准数据的优先级要高于以前的基准数据。

作为优选，存储上新的基准数据后，以前的基准数据自动删除。

所述汽包连接上升管13，所述上升管13内设置间隔设置有多个分切换热部件14，所述分切换热部件14如图2、3所示，所述分切换热部件14是沿着上升管13高度方向延伸的一体化结构件，所述分切换热部件上设置有若干数量的孔15，所述孔15在上升管高度方向贯通分切换热部件。

上升管的流体在向上过程中，一般是汽液两相流，从而使得上升管内的流体是汽液混合物，汽液两相流的存在使得影响了上升管吸热的效率。另一方面，从上升管出口到上锅筒这一段，因为这一段的空间突然变大，空间的变化会导致气体的快速向上流出和聚集，因此空间变化会导致聚集的汽相（汽团）从上升管位置进入上锅筒，由于气（汽）液密度差，气团离开接管位置将迅速向上运动，而气团原空间位置被气团推离壁面的液体同时也将迅速回弹并撞击壁面，形成撞击现象。气（汽）液相越不连续，气团聚集越大，撞击能量越大。撞击现象会造成较大的噪声震动和机械冲击，对设备造成破坏。

本发明在上升管内设置分切换热部件，通过分切换热部件将两相流体中的液相和汽相进行分离，将液相分割成小液团，将汽相分割成小气泡，避免液相和汽相的完全分开，促使液相汽相顺畅流动，起到稳定流量的作用，具有减振降噪的效果。

本发明通过设置分切换热部件，相当于在上升管13内增加了内换热面积，强化了换热，提高了换热效果。

本发明因为将汽液两相在上升管13的所有横截面位置进行了分割，从而在整个上升管截面上实现汽液界面以及汽相边界层的分割与冷却壁面的接触面积并增强扰动，大大的降低了噪音和震动，强化了传热。

作为优选，相邻孔15之间设置小孔实现贯通。通过设置小孔，可以保证相邻的孔之间互相连通，能够均匀孔之间的压力，使得高压流道的流体流向低压，同时也可以在流体流动的同时进一步分隔液相和汽相，有利于进一步稳定两相流动。

作为优选，沿着上升管13内流体的流动方向（即图4的高度方向），上升管13内设置多个分切换热部件14，从上升管的入口到上升管的出口，相邻分切换热部件之间的距离越来越短。设距离上升管入口的距离为H，相邻分切换热部件之间的间距为S，S=F₁(H)，即S是以距离H为变量的函数，S’是S的一次导数，满足如下要求：

S’<0;

主要原因是因为上升管内的汽体在上升过程中会携带者液体，在上升过程中，上升管不断的受热，导致气液两相流中的汽体越来越多，因为汽液两相流中的汽相越来越多，上升管内的换热能力会随着汽相增多而相对减弱，震动及其噪音也会随着汽相增加而不断的增加。因此需要设置的相邻分切换热部件之间的距离越来越短。

此外，从上升管13出口到汽包1这一段，因为这一段的空间突然变大，空间的变化会导致气体的快速向上流出和聚集，因此空间变化会导致聚集的汽相（汽团）从上升管位置进入冷凝集管，由于气（汽）液密度差，气团离开接管位置将迅速向上运动，而气团原空间位置被气团推离壁面的液体同时也将迅速回弹并撞击壁面，形成撞击现象。气（汽）液相越不连续，气团聚集越大，水锤能量越大。撞击现象会造成较大的噪声震动和机械冲击，对设备造成破坏。因此为了避免这种现象的发生，此时设置的相邻分切换热部件之间的距离越来越短，从而不断的在流体输送过程中分隔气相和液相，从而最大程度上减少震动和噪音。

通过实验发现，通过上述的设置，既可以最大程度上减少震动和噪音，同时可以提高换热效果。

进一步优选，从上升管的入口到上升管的出口，相邻分切换热部件之间的距离越来越短的幅度不断增加。即S”是S的二次导数，满足如下要求：

S”>0;

通过实验发现，通过如此设置，能够进一步降低9％左右的震动和噪音，同时提高7％左右的换热效果。

作为优选，每个分切换热部件14的长度保持不变。

作为优选，除了相邻的分切换热部件14之间的距离外，分切换热部件其它的参数（例如长度、管径等）保持不变。

作为优选，沿着上升管内流体的流动方向（流体向上部方向流动），上升管内设置多个分切换热部件14，从上升管的入口到上升管的出口，分切换热部件14的长度越来越长。即分切换热部件的长度为C，C=F₂(X)，C’是C的一次导数，满足如下要求：

C’>0;

进一步优选，从上升管的入口到上升管的出口，分切换热部件的长度越来越长的幅度不断增加。即C”是C的二次导数，满足如下要求：

C”>0;

具体理由如相邻分切换热部件之间的距离的变化相同。

作为优选，相邻分切换热部件之间的距离保持不变。

作为优选，除了分切换热部件的长度外，分切换热部件其它的参数（例如相邻的间距、管径等）保持不变。

作为优选，沿着上升管内流体的流动方向（即沿着上升管延伸方向），上升管内设置多个分切换热部件，从上升管的入口到上升管的出口，不同分切换热部件14内的孔15的直径越来越小。即分切换热部件的孔直径为D，D=F₃(X)，D’是D的一次导数，满足如下要求：

D’<0;

作为优选，从上升管的入口到上升管的出口，不同分切换热部件的孔直径越来越小的幅度不断增加。即

D”是D的二次导数，满足如下要求：

D”>0。

具体理由如相邻分切换热部件之间的距离的变化相同。

作为优选，分切换热部件的长度和相邻分切换热部件的距离保持不变。

作为优选，除了分切换热部件的孔直径外，分切换热部件其它的参数（例如长度、相邻分切换热部件之间的距离等）保持不变。

进一步优选，如图4所示，所述上升管内部设置凹槽，所述分切换热部件14的外壁设置在凹槽内。

进一步优选，如图4所示，上升管为多段结构焊接而成，多段结构的连接处设置分切换热部件14。这种方式使得设置分切换热部件的上升管的制造简单，成本降低。

通过分析以及实验得知，分切换热部件之间的间距不能过大，过大的话导致减震降噪的效果不好，同时也不能过小，过小的话导致阻力过大，同理，孔的外径也不能过大或者过小，也会导致减震降噪的效果不好或者阻力过大，因此本发明通过大量的实验，在优先满足正常的流动阻力（总承压为2.5Mpa以下，或者单根上升管的沿程阻力小于等于5Pa/M）的情况下，使得减震降噪达到最优化，整理了各个参数最佳的关系。

所述孔是圆形，作为优选，相邻分切换热部件之间的距离为J，分切换热部件的长度为L，上升管的内径为M，孔的半径为A，相邻的孔圆心之间的距离B，满足如下要求：

J/L＝f-g*LN(M/（2*A）)；

B/（2*A） =h*(M/（2*A）)-i*(M/（2*A）)²-e

其中LN是对数函数，f,g，h，i，e是参数，其中3.0<f<3.5,0.5<g<0.6；2.9<h<3.1,0.33<i<0.37,4.8<e<5.3；

其中分切换热部件的间距J是以相邻分切换热部件相对的两端之间的距离；即前面分切换热部件的尾端与后面分切换热部件的前端之间的距离。具体参见图3的标识。

34<M<58mm；

4<A<6mm;

17<L<25mm；

32<J<40mm；

1.05<B/（2*A）<1.25。

作为优选，f=3.20，g＝0.54，h=3.03,i=0.35,e=5.12。

作为优选，上升管长度为3000－8500mm之间。进一步优选，4500－5500mm之间。

进一步优选，40mm<M<50mm；

9mm<2A<10mm;

22mm<L<24mm；

35mm<J<38mm。

通过上述公式的最佳的几何尺度的优选，能够实现满足正常的流动阻力条件下，减震降噪达到最佳效果。

进一步优选，随着M/A的增加，f不断减小，g不断的增加。

对于其他的参数，例如管壁、壳体壁厚等参数按照正常的标准设置即可。

作为优选，孔15在分切换热部件14的整个长度方向延伸。即孔15的长度等于分切换热部件14的长度。

作为优选，在上升管与水平面形成的夹角为C情况下，可以增加修正系数k对数据进行修正，即

k* J/L＝f-g*LN(M/（2*A）)；k=1/sin(C)^d，其中0.09<d<0.11，优选d=0.10。

20°<C<80°，优选为40－60°。

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

1.一种锅炉系统，包括监控诊断控制器和锅炉，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监控诊断控制器进行数据连接，以便将测量的数据传递给监控诊断控制器，在监控诊断控制器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；

所述锅炉包括设置与锅炉汽包连接的排污管，排污管上设置排污阀，排污阀一端连接阀门调节装置，阀门调节装置与监控诊断控制器进行数据连接，以便将排污阀开度数据传递给监控诊断控制器，同时从监控诊断控制器接受指令，调节排污阀的开度；

所述锅炉定期进行排污，所述监控诊断控制器根据蒸汽质量与输入锅炉的水的质量之间的比值自动设定排污时间和排污速度，从而自动控制排污量；

排污量控制方式如下：

监控诊断控制器存入基准数据蒸汽质量M_蒸汽、输入锅炉的水的质量M_水和排污时间T、排污速度V，表示蒸汽质量与输入锅炉的水的质量之间的比值M_蒸汽/M_水时，排污量V*T满足要求，则蒸汽质量变为m_蒸汽、输入锅炉的水的质量变为m_水的时候，排污时间t和排污速度v满足如下要求：

（m_蒸汽/m_水）*（M_水/ M_蒸汽）<1,0.96<a<1.0;

（m_蒸汽/m_水）*（M_水/ M_蒸汽）=1, a=1；

（m_蒸汽/m_水）*（M_水/ M_蒸汽）>1, 1.0<a<1.05;

2.如权利要求1所述的锅炉系统，其特征在于，开始定期进行排污时，如果监控诊断控制器检测的蒸汽质量与输入锅炉的水的质量之间的比值小于上限数值，则监控诊断控制器通过阀门调节装置关闭排污阀；如果监控诊断控制器检测的蒸汽质量与输入锅炉的水的质量之间的比值大于上限数值，所述监控诊断控制器根据蒸汽质量与输入锅炉的水的质量之间的比值自动设定排污量。

3.如权利要求2所述的锅炉系统，其特征在于，如果排污后，监控诊断控制器检测的蒸汽质量与输入锅炉的水的质量之间的比值依然大于上限数值，则锅炉发出提示信号。