一种根据经济价值指标进行优化运行的锅炉系统的利记博彩app
【专利摘要】一种根据经济价值指标优化运行的锅炉系统，包括中央检测控制器和并联的多台锅炉，所述每台锅炉分别与中央检测控制器进行数据连接，所述中央检测控制器监控每台锅炉的经济价值指标，确定经济价值指标高的锅炉和经济价值指标低的锅炉，对经济价值指标高的锅炉，增加锅炉的运行负荷，对于经济价值指标低的锅炉，减少其运行负荷，从而使整个锅炉系统保持负荷恒定；本发明根据经济价值指标，使得整个锅炉系统保持高效的运行。
【专利说明】
一种根据经济价值指标进行优化运行的锅炉系统
技术领域
[0001]本发明涉及能源经济领域，尤其涉及一种根据经济价值指标进行优化运行的锅炉系统。
【背景技术】
[0002]能源指标体系是监测、评估和管理能源系统的一种有效方法和工具，它由一系列具有层次性、独立性与关联性的指标构成，用来代表能源系统复杂的因子、结构和功能之间的关系，体现体系的完整性。
[0003]近年来，很多机构和学者认识到将能源、经济、环境三者结合起来研究能源问题的重要性，开展了有关能源-经济-环境的可持续发展指标体系的研究。随着我国经济与技术的高速发展以及环境变化日渐恶劣的现状，我国亟需对能源进行节约式运行。
[0004]具体涉及到电厂锅炉运行领域，电厂锅炉系统在运行过程中，具有许多非常重要的经济价值指标，例如燃烧率、热利用率等等，经济价值指标是衡量锅炉是否高效运行的一个重要指标。因此通过蒸汽锅炉系统运行过程中，因此通过实时监测锅炉经济价值指标，对其进行分析处理，判断锅炉运行状态，并指导锅炉自动控制策略，对于提高锅炉系统运行效率，节约能源具有重要意义。但是目前现有技术中并没有提出根据经济价值指标对锅炉系统进行检测和控制。
【发明内容】
[0005]本发明的目的在于提供一种从对锅炉系统经济价值指标对锅炉系统进行检测和控制的根据经济价值指标进行优化运行的锅炉系统。
[0006]为了实现上述目的，本发明的技术方案如下:包括中央检测控制器和并联的多台锅炉，所述每台锅炉分别与中央检测控制器进行数据连接，所述中央检测控制器监控每台锅炉的经济价值指标，确定经济价值指标高的锅炉和经济价值指标低的锅炉，对经济价值指标高的锅炉，增加锅炉的运行负荷，对于经济价值指标低的锅炉，减少其运行负荷，从而使整个锅炉系统保持负荷恒定。
[0007]所述经济价值指标是单位价格产生的蒸汽吨数，即采用产生的蒸汽吨数除以耗费的总价格。
[0008]中央检测控制器与每台锅炉的燃料输送装置进行数据连接，在线得到每台锅炉的燃料输入量;所述中央检测控制器与每台锅炉的用电信息进行数据连接，在线得到每台锅炉的用电量，中央检测控制器根据得到的每台锅炉输出的蒸汽质量、燃料输入量和用电量，实时监测每台锅炉的单位价格产生的蒸汽吨数，
[0009]单位价格产生的蒸汽吨数为将锅炉某一段时间运行所耗费的耗电量和输入的燃料总量分别折算成价格，并将这两者的价格相加，得到总价格，然后用这一段时间产生的蒸汽总量除以上述的总价格，得到单位价格产生的蒸汽吨数，即单位价格产生的蒸汽吨数=产生蒸汽的吨数/(耗费的电量*电量的单价+耗费的燃料*燃料的单价)。
[0010]所述至少一台锅炉的尾气管道设置有空气预热器;所述空气预热器包括换热壳体以及安装在换热壳体两端的保温封板，在换热壳体内安装有密封隔板，密封隔板将换热壳体内部分为热端腔体和冷端腔体；
[0011]所述的热端腔体包括热管蒸发腔，在热管蒸发腔内布置有多排光管，光管的两端分别设置有与光管相对应的高温烟气入口和高温烟气出口；热端腔体的底部换热壳体设置有热端活门，热管蒸发腔内充灌制冷工质；
[0012]所述的冷端腔体上开设有空气入口和空气出口，冷端腔体内布置有多排换热管作为热管冷凝端，密封隔板上开设有与热管冷凝端的入口相对应的通孔;所述热管冷凝端为圆管，所述热管冷凝端内部设置内翅片，所述内翅片将热管冷凝端分为多个小通道，在内翅片上设置连通孔，从而使相邻的小通道彼此连通;连通孔的形状为圆形；所述内翅片为多个，内翅片从圆管的中心轴线向外延伸，与圆管的内壁连接，所述内翅片之间的夹角相同；
[0013]所述内翅片为4个，所述圆管的内壁半径为R，所述连通孔的半径r，所述同一内翅片上相邻的连通孔之间的距离为L，满足如下关系:
[0014]l/R*10> = a*(r/R*10)2-b*(r/R*10)+c;
[0015]其中a，b，c是参数，14〈a〈15，72〈b〈75，93<c<96 ；
[0016]0.34<1/R<0.6
[0017]0.2<r/R<0.3
[0018]20<R<80mm；
[0019]5〈r〈17mm0
[0020]所述的热管冷凝端的换热管的排列为平行或交叉排列，且换热管焊接在密封隔板上并与密封隔板垂直布置，并与热管蒸发腔相连通。
[0021]从热管蒸发腔向热管冷凝端方向，所述连通孔的面积不断的减少。
[0022]从热管蒸发腔向热管冷凝端方向，所述连通孔的面积不断的减少的幅度不断增加。
[0023]随着r/R的增加，所述的a，c增加，b减小。
[0024]与现有技术相比较，本发明的锅炉运行系统具有如下的优点:
[0025]I)本发明建立了一种能源系统评价体系。通过此评价体系，能够大大节约锅炉运行的能源，提高锅炉运行效率。
[0026]2)通过实时监测并列运行锅炉的经济价值指标，保持经济价值指标高的锅炉处于高运行负荷状态，经济价值指标低的锅炉处于低负荷运行，从而使得整个锅炉系统保持高效的运行。
[0027]3)对于经济价值指标低于一定数值的锅炉，能够及时发现问题并尽快解决。
[0028]4)对锅炉尾部设置空气预热器，并对尺寸进行优化，从而提高整个锅炉系统的运行效率，节约能源。
【附图说明】
[0029]图1是本发明锅炉系统的运行示意图；
[0030]图2是本发明空气预热器的主视图；
[0031 ]图3是本发明空气预热器的左视图；
[0032]图4是空气预热器热管冷凝端的横截面结构示意图；
[0033]图5是空气预热器内翅片上圆形连通孔分布示意图；
[0034]图6是空气预热器内翅片上圆形连通孔错列分布示意图；
[0035]图7是空气预热器热管冷凝端横截面结构示意图；
[0036]图8是锅炉系统经济价值运行指标。
[0037]图中:1-换热壳体、2-空气入口、3-强化换热管、4-密封隔板、5-高温烟气入口、6-光管、7-热端活门、8-热管蒸发腔、9-高温烟气出口、10-空气出口、11-热管冷凝端、12-冷端活门、13-前保温封板、14-后保温封板；15-内翅片，16-连通孔，17-小通道，18-外翅片，19-圆管，20-中央检测控制器，21-锅炉，22-汽轮机，23-发电机。
【具体实施方式】
[0038]下面结合附图对本发明的【具体实施方式】做详细的说明。
[0039]本文中，如果没有特殊说明，涉及公式的，表示除法，“X”、表示乘法。
[0040]如图1所示本发明包括多台锅炉21，所述多台锅炉为并联结构;所述锅炉21产生蒸汽，所述锅炉21产生的蒸汽进入汽轮机22，通过汽轮机22带动发电机23进行发电;所述多台锅炉21分别与中央检测控制器20进行数据连接，以便对锅炉系统的运行进行监控。
[0041]所述中央检测控制器20监控每台锅炉21的经济价值指标，中央检测控制器20监控每台锅炉21的经济价值指标，确定经济价值指标高的锅炉和经济价值指标低的锅炉，对经济价值指标高的锅炉，增加锅炉的运行负荷，对于经济价值指标低的锅炉，减少其运行负荷。
[0042]作为优选，所述锅炉系统在运行过程中要保持负荷恒定。通过上述对经济价值指标高的锅炉，增加锅炉的运行负荷，对于经济价值指标低的锅炉，减少其运行负荷，从而可以保证运行负荷的恒定。
[0043]优选的，如果某台锅炉的经济价值指标低于下限值，则发出报警提示。一般此种情况下表明某台锅炉21出现了很严重的问题，需要尽快停炉检修，避免造成更大的损害。
[0044]优选的，所述经济价值指标是单位价格产生的蒸汽吨数，即采用产生的蒸汽吨数除以耗费的总价格。
[0045]优选的，中央检测控制器20与每台锅炉21的燃料输送装置进行数据连接，以便及时得到每台锅炉21的燃料输入量;所述中央检测控制器20与每台锅炉21的用电信息进行数据连接，以便及时得到每台锅炉的用电量，中央检测控制器根据得到的每台锅炉输出的蒸汽质量、燃料输入量和用电量，实时监测每台锅炉的吨汽耗价值参数，
[0046]所述单位价格产生的蒸汽吨数为将锅炉某一段时间运行所耗费的耗电量和输入的燃料总量分别折算成价格，并将这两者的价格相加，得到总价格，然后用这一段时间产生的蒸汽总量除以上述的总价格，得到单位价格产生的蒸汽吨数，即单位价格产生的蒸汽吨数=产生蒸汽的吨数/(耗费的电量*电量的单价+耗费的燃料*燃料的单价)。
[0047]当然，经济价值指标还有很多，其中包括耗电量、耗水量、每吨煤产生的蒸汽、每吨煤发的电量等等，如图8所示，当然不局限于图8所列举的指标，实践中可以根据需要选择或者增加。
[0048]为了进一步提高锅炉系统的运行效率，所述锅炉的排烟管道中还设置空气预热器，所述空气预热器如图2、3所示，包括换热壳体I以及安装在换热壳体I前端面的保温封板14和后端面的保温封板13，在换热壳体I内安装有密封隔板4，密封隔板4将换热器分为热端腔体和冷端腔体；
[0049]所述的热端腔体的主体部分是热管蒸发腔8，在热管蒸发腔8内布置有多排光管6，光管6与底面平行，光管6的两端分别设置有与光管6相对应的高温烟气入口 5和高温烟气出口 9。热端腔体的底部换热壳体I上设置有热端活门7，热管蒸发腔8内充灌制冷工质；
[0050]所述的冷端腔体上开设有空气入口2和空气出口 10，冷端腔体内布置有多排强化换热管3作为热管冷凝端11，密封隔板4上开设有与热管冷凝端11的入口相对应的通孔，热管冷凝端11的顶部换热壳体I上设置有冷端活门12;
[0051]所述的冷凝腔体内的热管冷凝端11采用的是强化换热管束3，换热管3的排列为平行或交叉排列，且换热管3焊接在密封隔板4呈垂直布置，并与热管蒸发腔8相连通。
[0052]如图2、图3所示:高温烟气进入换热壳体I的热端腔体内，从高温烟气入口5进入光管6内部进行换热，使热端腔体内的液体蒸发(沸腾)，然后从高温烟气出口 9排出。
[0053]由于热管内部常常需要维持真空(低于大气压力)，为了避免热管的蒸发腔8的板状壳体因压力而凹陷，故需在其内部设置支撑体。其中的光管6—方面是对烟气起到流通换热作用，另一方面对壳体起到支撑作用。
[0054]通过热管的下面吸热和上边散热的功能，热量由底部传递到顶部。中间的密封隔板4起到隔离和定位作用。需要预热的空气通过气体进口 2进入换热壳体I内。空气通过热管冷凝端11进行换热，温度升高后通过气体出口 10排出。然后进入锅炉炉膛进行助燃。
[0055]本发明的空气预热器，蒸发端采用光管作为换热表面，可以使得含有余热的烟气从排列整齐的光管管内通过，有效的降低管壁表面的积灰和磨损问题，此外还有利于对烟气在管内造成的沾污、积灰等进行及时清理。此外，高温气体侧采用光管结构可以大大减轻对制造的要求。因为若在高温气体侧采用翅片管等强化换热管时，常常会由于翅片与基管热膨胀性的不同而引起附加接触热阻，从而影响换热器的性能。要保证换热器的可靠性能，就对翅片管的制造工艺提出更高的要求。在冷凝端采用强化换热管可以提高空气侧的换热效率，从而有效的减小换热器的整体体积和制作成本。
[0056]如图4所示，所述热管冷凝端11内部设置内翅片15，所述内翅片15将热管冷凝端11分为多个小通道17，在内翅片上设置连通孔16，从而使相邻的小通道17彼此连通。
[0057]通过设置内翅片15，将冷凝端11分为多个小通道17，进一步强化传热，但是相应的流体流动的压力增加。通过设置连通孔16，保证相邻的小通道17之间的连通，从而使得压力大的小通道内的流体可以向邻近的压力小的小通道内流动，解决冷凝端的内部各个小流道26压力不均匀以及局部压力过大的问题，从而促进了流体在换热通道内的充分流动，同时通过连通孔的设置，也降低了冷凝端内部的压力，提高了换热效率，同时也提高了集热管的使用寿命。
[0058]优选的，从热管蒸发腔8向热管冷凝端11方向，所述连通孔的面积不断的减少。
[0059]所述的连通孔16为圆形结构，从热管蒸发腔向热管冷凝端11方向，所述圆形结构的半径不断的减少。
[0060]因为从热管蒸发腔8向热管冷凝端11方向，热管内的流体不断的冷凝，因此使得热管冷凝端11的压力不断的降低，而且因为连通孔16的存在，使得热管内部的压力分配越来越均匀，因此连通孔的面积不需要很大，通过设置不断的减小，从而使得在保证热管内部压力均匀和压力的情况下，通过连通孔面积的减少来增加换热面积，从而提高换热效率。
[0061]优选的，从热管蒸发腔8向热管冷凝端11方向，所述连通孔16的面积不断的减少的幅度不断增加。通过如此设置，也是符合流动压力的变化规律，进一步降低流动阻力的同时，提高换热效率。通过如此设置，通过是实验发现可以提高1 %左右的换热效率，同时阻力基本保持不变。
[0062]优选的，从热管蒸发腔8向热管冷凝端11方向，连通孔的分布数量越来越少，进一步优选，所述连通孔数量16不断的减少的幅度不断增加。
[0063]通过上述数量的分布原理与面积减少原理相同，通过数量分布少来减少面积。
[0064]优选的，所述热管冷凝端11为圆管19，连通孔16的形状为圆形。
[0065]优选的，所述内翅片15为多个，内翅片15从圆管的中心轴线向外延伸，与圆管的内壁连接，所述内翅片15之间的夹角相同。通过内翅片之间的夹角相同，可以使得冷凝端11内部流体分配保持均匀，压力分配也相应的保持均衡。
[0066]优选的，所述内翅片15为4个，如图4所示。所述内翅片之间的夹角为90°。
[0067]在实际实验中发现，连通孔16的面积不能过小，过小的话会导致流动阻力的增加，而且连通孔16的最小的面积与圆管管径有关，一般的是管径越大，则连通孔面积就可以设计的越小，管径越小，连通孔16的面积可以设计的越大，因此连通孔16与圆管管径及其相邻连通孔16之间的距离必须满足一定要求，否则就会导致流动阻力过大。
[0068]所述内翅片为4个情况下，所述圆管的内壁半径为R，所述连通孔的半径r，所述同一翅片上相邻的连通孔之间的距离为1，满足如下关系:
[0069]l/R*10> = a*(r/R*10)2-b*(r/R*10)+c;
[0070]其中a，b，c是参数，14〈a〈15，72〈b〈75，93<c<96 ；
[0071]0.34<1/R<0.6
[0072]0.2<r/R<0.3
[0073]20<R<80mm；
[0074]5〈r〈17mm。
[0075]其中，I等于相邻连通孔16圆心之间的距离。如图4、5所示的左右相邻和上下相邻的连通孔圆心之间的距离。
[0076]进一步优选，10〈l〈45mm。
[0077]优选的，随着r/R的增加，所述的a，c增加，b减小。
[0078]作为优选，l/R*10 = a*(r/R*10)2_b*(r/R*10)+c。此时换热效果达到最佳，流动阻力恰好满足要求。
[0079]作为优选，如图5、6所示，每个内翅片上设置多排连通孔16，如图6所示，所述多个连通孔16为错排结构。通过错排接构，可以进一步提高换热，降低压力。
[0080]优选的，从热管蒸发腔向热管冷凝端11方向，圆管19的外翅片18高度不断的减少。因为随着不断向冷凝端的方向，蒸汽不断的冷凝，换热能力逐渐减弱，因此通过减少外翅片的的高度，可以使得单位面积的换热量保持均衡，从而使得整个冷凝端11单位面积的散热量均匀，避免局部热量过热，造成热管的损害。通过上述的翅片分布，实验中可以提高10%左右的换热量。[0081 ]优选的，从热管蒸发腔向热管冷凝端11方向，圆管19的翅片高度不断的减少幅度不断的减少。上述翅片管减少的幅度的变化也是符合热管冷凝端11的温度和换热变化规律。通过上述的翅片分布，实验中可以提高5 %左右的换热量。
[0082]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。
【主权项】
1.一种根据经济价值指标优化运行的锅炉系统，其特征在于:包括中央检测控制器和并联的多台锅炉，所述每台锅炉分别与中央检测控制器进行数据连接，所述中央检测控制器监控每台锅炉的经济价值指标，确定经济价值指标高的锅炉和经济价值指标低的锅炉，对经济价值指标高的锅炉，增加锅炉的运行负荷，对于经济价值指标低的锅炉，减少其运行负荷，从而使整个锅炉系统保持负荷恒定。2.如权利要求1所述的根据经济价值指标优化运行的锅炉系统，其特征在于，所述经济价值指标是单位价格产生的蒸汽吨数，即采用产生的蒸汽吨数除以耗费的总价格。3.如权利要求1、2所述的根据经济价值指标优化运行的锅炉系统，其特征在于，中央检测控制器与每台锅炉的燃料输送装置进行数据连接，在线得到每台锅炉的燃料输入量;所述中央检测控制器与每台锅炉的用电信息进行数据连接，在线得到每台锅炉的用电量，中央检测控制器根据得到的每台锅炉输出的蒸汽质量、燃料输入量和用电量，实时监测每台锅炉的单位价格产生的蒸汽吨数， 单位价格产生的蒸汽吨数为将锅炉某一段时间运行所耗费的耗电量和输入的燃料总量分别折算成价格，并将这两者的价格相加，得到总价格，然后用这一段时间产生的蒸汽总量除以上述的总价格，得到单位价格产生的蒸汽吨数，即单位价格产生的蒸汽吨数=产生蒸汽的吨数/(耗费的电量*电量的单价+耗费的燃料*燃料的单价)。4.如权利要求1所述的根据经济价值指标优化运行的锅炉系统，其特征在于:所述至少一台锅炉的尾气管道设置有空气预热器;所述空气预热器包括换热壳体(I)以及安装在换热壳体(I)两端的保温封板(13，14)，在换热壳体(I)内安装有密封隔板(4)，密封隔板(4)将换热壳体内部分为热端腔体和冷端腔体； 所述的热端腔体包括热管蒸发腔(8)，在热管蒸发腔(8)内布置有多排光管(6)，光管(6)的两端分别设置有与光管(6)相对应的高温烟气入口(5)和高温烟气出口(9);热端腔体的底部换热壳体(I)设置有热端活门(7)，热管蒸发腔(8)内充灌制冷工质； 所述的冷端腔体上开设有空气入口(2)和空气出口(10)，冷端腔体内布置有多排换热管(3)作为热管冷凝端(11)，密封隔板(4)上开设有与热管冷凝端(11)的入口相对应的通孔;所述热管冷凝端为圆管，所述热管冷凝端内部设置内翅片，所述内翅片将热管冷凝端分为多个小通道，在内翅片上设置连通孔，从而使相邻的小通道彼此连通;连通孔的形状为圆形;所述内翅片为多个，内翅片从圆管的中心轴线向外延伸，与圆管的内壁连接，所述内翅片之间的夹角相同； 所述内翅片为4个，所述圆管的内壁半径为R，所述连通孔的半径r，所述同一内翅片上相邻的连通孔之间的距离为L，满足如下关系:l/R*10> = a*(r/R*10)2-b*(r/R*10)+c； 其中a，b，c是参数，14〈a〈15，72〈b〈75，93〈c〈96; 0.34〈1/R〈0.6 0.2<r/R<0.3 20<R<80mm； 5<r<17mm05.如权利要求4所述的根据经济价值指标优化运行的锅炉系统，其特征在于:所述的热管冷凝端的换热管(3)的排列为平行或交叉排列，且换热管(3)焊接在密封隔板(4)上并与密封隔板(4)垂直布置，并与热管蒸发腔(8)相连通。6.如权利要求4所述的根据经济价值指标优化运行的锅炉系统，其特征在于:从热管蒸发腔向热管冷凝端方向，所述连通孔的面积不断的减少。7.根据权利要求6所述的根据经济价值指标优化运行的锅炉系统，其特征在于:从热管蒸发腔向热管冷凝端方向，所述连通孔的面积不断的减少的幅度不断增加。8.如权利要求4所述的根据经济价值指标优化运行的锅炉系统，其特征在于，随着r/R的增加，所述的a，c增加，b减小。
【文档编号】F28D15/02GK106016228SQ201610340229
【公开日】2016年10月12日
【申请日】2016年5月20日
【发明人】李明佳, 吴明, 陶文铨
【申请人】西安交通大学