污垢热阻的监测系统装置开发

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电厂循环冷却水模拟实验台在线监测装置的改造与分析.

（本科毕业论文题目：电厂循环冷却水模拟实验台在线监测装置的改造与分析学生姓名：学院：系别：专业：班级：指导教师：二〇一〇年四月六日摘要污垢普遍存在于自然界、日常生活和各种工业生产过程，特别是各种传热过程中。

污垢生成的过程极其复杂，结垢的原因又多种多样，这样使得对污垢的研究变得非常困难。

因此开发监测污垢的设备和技术的意义尤为重大。

而火电厂循环冷却水系统在运行过程中，经常出现换热设备表面腐蚀、结垢等问题。

本文基于这一原因，针对比较容易产生污垢的火电厂凝汽器的换热面进行监测研究，并在火电厂循环冷却水模拟试验台上，对原有的在线监测污垢特性装置进行了改进。

本文基于污垢热阻在线监测技术，对原有的污垢热阻在线监测装置，分别进行了软、硬件两方面的改进。

在硬件方面，将原有的壁温传感器热电阻改为热电偶，并且将一个壁温测点改为四个。

在软件方面，以虚拟仪器LabVIEW7.0为工具完善了与装置相配套监测软件，并根据污垢热阻在线监测理论，利用所开发的软件获得模拟凝汽器管中的污垢热阻情况。

本文还应用所改进的在线监测装置，分别进行了化学药剂阻垢实验和静电离子棒阻垢实验，实验不仅全面反映了药剂和静电设备的阻垢性能，也验证了本装置用于在线监测污垢热阻的可靠性。

实验结果表明：经过完善后的火电厂循环冷却水模拟实验台污垢在线监测装置比较真实、灵敏地反映了循环冷却水系统中模拟凝汽器中的结垢变化情况和化学阻垢剂的阻垢效果。

关键词：在线监测；污垢热阻；循环冷却水系统AbstractFouling is found all over the nature, daily life and most of industrial processes, especially in all heat transfer processes. Because the fouling process is very complicate and there are lots of factors affecting the fouling accumulation, the research on this subject is still in a difficult progress. Therefore, the research in fouling monitoring technique and equipment has an important significance. Thermal power plant cooling water system in operation process, corrosion and scaling always happen to heat exchangers. Based on the reason above, this paper emphasize on the research of heat transfer in condenser on which fouling happened frequently. The original fouling resistance monitor was improved and fixed on the circulating cooling water system simulating test-bed.According to the on-line fouling resistance monitoring technique and comparison, the original on-line fouling resistance monitoring devices, were carried out hardware and software to improve in two areas. In terms of hardware, the original wall temperature sensor resistance was displaced by heat thermocouple and a temperature measurement points to four. In terms of software ，corresponding system managing software was developed by LabVIEW 7.0 with recorded information, the message about the titanium tube fouling resistance trough the device was known well. The chemical anti-fouling and the ion-rod static anti-fouling were test by the improved on-line fouling resistance monitoring devices. The experiments fully showed the anti-fouling performance of agents and static equipments. Meanwhile, the results of the above experiment investigations also demonstrate the feasibility of the developed device used for evaluating anti-fouling effect.The result show that the present monitoring system can sensitively reflects the continuous change of fouling resistance and the anti-fouling effect on simulated condenser in circulating cooling system.Key words: On-line monitoring; Fouling resistance; Circulating cooling water system目录第一章绪论 (1)1.1污垢在线监测的背景及意义 (1)1.1.1污垢的普遍性及危害性 (1)1.1.2污垢在线监测技术研究的背景 (2)1.1.3污垢在线监测技术研究的意义 (3)1.2 国内外污垢热阻在线监测技术研究现状 (3)1.2.1国外污垢热阻在线监测技术研究现状 (3)1.2.2国内污垢热阻在线监测技术研究现状 (4)1.2.3污垢热阻的测定方法 (5)1.3本课题研究的主要内容 (7)第二章电厂循环冷却水系统 . (8)2.1电厂循环冷却水系统简介 (8)2.1.1循环冷却水系统特点 (9)2.1.2循环冷却水系统组成 (10)2.2电厂循环冷却水系统存在的问题 (13)2.3电厂循环冷却水系统中污垢的生成 (14)2.3.1污垢的生成原因 (14)2.3.2污垢的生成过程 (14)2.4电厂循环冷却水模拟试验台简介 (15)第三章在线监测装置的改进 (17)3.1硬件部分 (17)3.1.1污垢监测模型 (17)3.1.2在线监测装置硬件部分的组成 (20)3.1.3在线监测装置硬件部分的改进 (23)3.2软件部分 (24)3.2.1 LabVIEW的特点 (24)3.2.2测试系统的软件框图 (25)3.2.3测试程序的改进 (26)3.3改进后在线监测装置的特点 (31)第四章改进后的在线监测装置动态模拟实验 . (32)4.1改进后的在线监测装置性能测试实验 (32)4.2实验结果比较及分析 (34)第五章总结与展望 . (35)5.1总结 (35)5.2展望 (35)参考文献 (37)谢辞 (39)第一章绪论1.1污垢在线监测的背景及意义污垢是指在与不洁净流体相接触的固体表面上逐渐形成的那层固态物质，它通常以混合物的形态存在。

污垢热阻检测仪表课程设计

目录1引言 (3)2 系统总体设计 (3)2.1 设计采用的方法 (3)2.2 设计要求 (4)2.3试验装置图 (4)2.4试验装置原理图 (5)3 各参数的检测和控制 (5)3.1温度测量 (7)3.2水位测量 (9)3.3 流量测量 (10)3.4差压测量 (11)4 数据采集卡的选择 (12)4.1 功能特点 (12)4.2 AD转换部分 (13)5 上位机监控界面图 (14)【参考文献】 (14)摘要：本文介绍了一种污垢测量方法——热阻法，它通过我校以杨善让教授为首研发的基于测量新技术的多功能动态模拟实验装置来实现的。

其中需要检测和控制的参数主要有：温度：实验管流体进、出口温度、实验管壁温、水浴温度；水箱水位；实验管内流体流量及差压。

通过补水箱、集水槽、模拟换热器以及监控系统来检测控制这些参数，从而达到测量污垢的目的。

关键词：污垢热阻一、题目介绍污垢和腐蚀问题是各类换热设备普遍存在的，每年由此带来的经济损失，据初步调查，可分别占一个国家工业总产值的0.3%和发达工业国家国民生产总值的0.2%到0.4%。

这些污垢和腐蚀问题绝大部分是由冷却水水质不良造成。

换热设备污垢的形成过程是一个极其复杂的能量、质量和动量传递的物理化学过程，污垢的存在给广泛应用于各工业企业的换热设备造成极大的经济损失，因而污垢问题成为传热学界和工业界十分关注而又至今未能解决的难题之一。

本文采用的是我校以杨善让教授为首，自主研发的基于测量新技术的多功能动态模拟实验装置。

本设计题目以多功能动态实验装置为对象，要求综合以前所学知识，参考相关文献资料，完成此实验装置所需检测参数的检测。

设计检测方案，包括检测方法、仪表种类选用以及需要注意事项，并分析误差产生的原因等等。

2.设计目的针对“应用技术主导型”普通工科高等教育的特点，从工程创新的理念出发，以工程思维模式为主，旨在培养突出“实践能力、创新意识和创业精神”特色的、适应当前经济社会发展需要的“工程应用型人才”。

污垢热阻的监测系统装置开发

污垢热阻的监测系统装置开发
李彩东;张锁龙
【期刊名称】《常州大学学报（自然科学版）》
【年(卷),期】2006(018)002
【摘要】根据传热学基本原理,建立了污垢热阻动态监测模型;并在此基础上,基于LabVIEW软件开发了污垢热阻实验装置系统,以实现对数据的自动采集、分析与处理.阐述了测试系统的LabVIEW软件,同时对装置系统进行了校正并与通用监测方法相比较,证明了其准确性和可靠性,对污垢理论研究具有推动作用.
【总页数】4页(P33-36)
【作者】李彩东;张锁龙
【作者单位】江苏工业学院,机械工程系,江苏,常州,213016;江苏工业学院,机械工程系,江苏,常州,213016
【正文语种】中文
【中图分类】TK172
【相关文献】
1.污垢热阻实验装置的开发和应用 [J], 刘雪峰;刘金平;孔庆军
2.深水钻井隔水管监测系统夹装装置开发及应用 [J], 白浩
3.深水钻井隔水管监测系统夹装装置开发及应用 [J], 白浩;
4.海上潮汐能发电装置的转轮空化监测系统开发 [J], 张云根
5.网络环境下的船舶动力装置状态评估与监测系统开发 [J], 王奕
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实验研究-污水源热泵系统中换热器污垢热阻的实验研究

4. 1 污垢热阻法
( 1)
最早的污垢模型是 1924 年由 McCabe 和 Robinso n 针对蒸发器水垢提出的 [3 ] 。但最重要的模型是 1959 年 Kern 和 Seaton 提出的微分形式污垢分析模型后来污垢研究奠定了理论基础。在污垢的形成过程中 ,一方面污秽物质会沉积到换热面上 ,增加热阻 ; 但另一方面污垢组分被流体冲击而剥离 , 污垢热阻减小。 Kern 和 Seato n 根据这一推测 , 提出以下常微分方程来描述这一过程。
对于颗粒污垢粒粒径流体流速颗粒物浓度换热管表面粗糙度等多种因素的影响综上所述参照zubaisheikh等人建立的渐进污垢积聚热阻预测模型式的结构形式可以得到在北京悦都酒店的实际工程中当污水流量为110在换热器内产生的污垢的热阻预测模型式为然误差可能稍大但在实际工程允许的范围内并且实验的数据对以后的工程和具体的换热器计算具有较大的指导意工程中所使用的是未经处理的原生污水污垢生长速达到稳定的时间短所以没有必要对换热器进行频繁的清洗只要一个供暖期结束后进行清洗即可本实验仅采用了污垢热阻法进行监测在今后的研究工作中还应采用其他监测方法与此方法进行互相校验如之前介绍的污垢压降测量法以得到可靠的数据对实际工程进行更准确地指导孙德兴
3 污垢积聚预测模型
一般来讲 ,污垢监测方法分为热力学法和非热力学法 , 其中热力学法包括污垢热阻法和温差监测法 ; 非热力学法包括直接称重法、厚度测量法、压降测量法、放射性技术法、时间推移电影法、液晶瞬态法、光学法、超声脉冲反射法和钙离子浓度法等。20 世纪 90 年代以来 , 随着关于污垢的理论研究工作的深入和计算机应用技术的飞速发展 , 污垢的监测方法、实验装置数据采集系统等方面均有了长足的进步 ,各式各样的污垢检测方法和实验装置层出不穷 ,但目前仍以污垢热阻法和压降测量法为主。

管道污垢监测技术研究进展

管道污垢监测技术研究进展王炜硕【摘要】污垢广泛存在于工业管道中,造成管道过流面积减小,输送能耗增大,严重时出现堵管现象,威胁着生产和安全.通过对污垢的种类及形成过程进行研究,总结了污垢热学监测法和非传热学监测法的原理及特点,综述了几种便携式管道污垢热阻监测装置及其适用范围.研究发现,热学法均难以实现连续、实时的在线监测,对污垢定量研究较少,测量结果的可信度较差;非传热学方法目前处于实验室研究阶段,现场应用少,其中超声波时域反射法测量原理简单、精度高、适用材料广,具有良好的发展前景,但受到噪声信号干扰,信号处理难度大,对测试的条件和装置要求比较苛刻.因此,进一步探究污垢监测原理、完善实验方法、将数据采集与污垢监测技术相结合是今后的研究方向.%Fouling is widely found in industrial pipelines, which decreases pipeline open area, in-creases energy consumption, blocks pipes and threatens production and safety. Through studying the type and forming process of fouling, the principles and characteristics of thermal monitoring methods and non thermal transfer monitoring methods are summarized. It also sums up several kinds of portable pipeline fouling thermal resistance monitoring devices and points out their application scope. The re-search shows that all thermal methods are hard to achieve continuous and real-time monitoring, and have less quantitative research of fouling and poor credibility of monitoring results. Non thermal trans-fer methods mainly apply in laboratory with a little field application, and among them the UTDR method has simple monitoring principle, high precision, wide suitable materials and good develop-mentprospects.However,this method is easy to be interfered by noise signals,which brings difficul-ty to deal with the signals and requires severer testing conditions and devices. Therefore, future re-searches should further study the fouling monitoring principle, improve experimental methods and combine data collection with fouling monitoring technologies.【期刊名称】《油气田地面工程》【年(卷),期】2017(036)007【总页数】5页(P1-5)【关键词】管道;污垢;监测;热学法;非传热学法;装置【作者】王炜硕【作者单位】中国石油大学北京【正文语种】中文目前我国各大油田相继进入了高含水开发期，综合含水率大都超过80%[1]。

新型污垢热阻在线监测仪的研制

新型污垢热阻在线监测仪的研制徐品政;罗益民【摘要】为了实现对循环水结垢情况的监测,介绍了一种用于监测换热器的新型污垢热阻在线监测仪的设计方案.该监测仪采用高集成度微控制器和设计优良的电路,实现了对多路测量信号的采集处理以及污垢热阻的计算.同时,还可通过控制信号的输出实现对监测换热器系统中水流量及蒸汽温度的改进型数字PID控制.测试表明,该监测仪性能优良,并且对循环水结垢的在线监测起到了很好的效果.%In order to monitor the fouling conditions of the circulating water, the design scheme of a new type of monitor of fouling thermal resistance for monitoring heat exchanger is introduced. In the monitor, highly integrated micro controller is used, and the monitor is in excellent circuitry design. It implements signal acquisition and processing for multiple measuring channels, and the fouling thermal resistance is calculated. In addition , water flow and steam temperature in heat exchanger can be controlled with the improved digital PID control via its output signal. The test indicates that the monitor features excellent performance, and good effects are obtained in online monitoring for circulating water fouling.【期刊名称】《自动化仪表》【年(卷),期】2011(032)008【总页数】4页(P81-84)【关键词】在线监测;远程监控;PID;单片机;可靠性【作者】徐品政;罗益民【作者单位】南京工业大学自动化与电气工程学院,江苏南京210000;南京工业大学自动化与电气工程学院,江苏南京210000【正文语种】中文【中图分类】TP216+.10 引言工业生产中通常使用循环冷却水对设备进行冷却，但若对其处理不好，则会给换热设备带来污垢沉积，并对换热设备的性能以及工业生产安全带来严重影响。

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胶体化学乃至表面科学等知识，造成了理论分析预测的难度加大，因而实验研究手段和监测技术，对
于污垢研究显得十分重要。目前工业中主要是通过
１监测原理
由传热学中污垢热阻的定义可知：。
中圈分类号：ＴＫ１２７文献标识码：Ａ
ＤｅｅｏｖｌｐｍｅｆａＭｅｓｒｙｔｍｏｈｅＦｏｌｎｅｍａｓｓａｃｎｔｏａｕｅＳｓｅｆｒｔｕｉｇＴｈｒｌＲｅｉｔｎｅ
污垢广泛地存在于各种换热设备中，导致了能
垢积聚对壁面及流体的对流传热系ห้องสมุดไป่ตู้ 的影响，可能会测出负污垢热阻值。因此，为了保证实验研究时
污垢数据的准确性，需要建立污垢热阻动态监测模型并开发出一套测试系统，以实现对数据的在线自动采集和处理。
ＡｂｔａｔＢａｅｎｔｉｉｅｏｈａｒｎｓｅｓｒｃ：ｓｄｏｈｅｐｒｎｃｐｌｆｔｅｈｅｔｔａｆｒ，ａｄａｉｏｌｆｏｎｔｒｎｈｏｕｉｈｅｍａｙｎｍｃｍｄｅｏｒｍｉｏｉｇｔｅｆｌｎｇｔｒｌｒｓｓａｅｗａｓａｉｈｅｅｉｔｎｃｓｅｔｂｌｓｄ，ａｄｏｈｉａｉ，ａｘｒｍｅａｙｔｍｏｅｓｒｎｈｏｕｌｈｅｍａｎｎｔｓｂｓｓｎｅｐｅｉｎｔｌｓｓｅｆｒｍａｕｉｇｔｅｆｉｎｇｔｒｌｒｓｓａｅｗａｖｅｏｐｄｔａｈｒａｌｅａｄｈｎｄｅｔｔｕｏａｉａｌｔｈｂＶＩｅｉｔｎｃｓｄｅｌｅｏｇｔｅ，ｎａｙｓｎａｌｈｅｄａａａｔｍｔｃｌｙｗｉｈｔｅＬａＥＷ．Ｉｈｉｎｔｓｐａｅ，ｔｅｓｆｗａｅｏｂＶＩｐｒｈｏｔｒｆＬａＥＷａｎｒｕｃｄａｄｍｏｄｆｅｏｈｅｔＢｙｃｍｐａｉｇｅｐｅｉｅａｗｓｉｔｏｄｅｎｉｉｄｆｒｔｅｔｓ．ｏｒｎｘｒｍｎｔｌｒｓｌｓｉｈｉｅｔｗｉｈｔａｆｔｅｇｎｎａｅｈｄ，ｔｓｓｔｍａｏｄｔｏｒｃｎｄｒｌａｌ．Ｓｏｅｕｔｎｔｓｔｓｔｈｔｏｈｅｅｌｍｔｏｈｉｙｓｅｗｓｐｒｖｅｏｂｅｃｒｅｔａｅｉｂｅｉａｉｅｔｅｔｏｒｔｃｌｒｓａｃｆｆｕｌ．ｔｃｎｄｒｖｈｈｅｅｉａｅｅｒｈｏｏｉｎｇＫｅｒｓ：ｆｌｎｇｔｒａｅｉｔｎｃｙｗｏｄｏｕｉｈｅｍｌｒｓｓａｅ；ＬａｂＶＩＥＷ；ｇａｈｅｕｏｍａｉａｌｔｒａｔｔｃｌｙ
ＬＩＣａ — ｄｏｉｎｇ．ＺＨＡＮＧｏ— ｌｎｇＳｕｏ
（ｐｒｍｅｔｏｅｈｎｃｌＥｎｉｅｒｎ，ＪａｇｕＰｌｔｃｎｃＵｎｖｒｉｙＣａｇｈｕ２３１，Ｃｈｎ）ＤｅａｔｎｆＭｃａｉａｇｎｅｉｇｉｎｓｏｙｅｈｉｉｅｓｔ，ｈｎｚｏ１０６ｉａ
耗和维护清洗费用增加、产品质量降低以及设备投
资增大等一系列问题［。因此，国内外格外重视对１］污垢形成机理及影响因素的理论研究。然而污垢的
形成过程是动量、能量和质量传递同时存在的综合
过程，影响因素很多，而且还涉及到化学动力学、
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第１８卷第２期２００６年６月
江苏工业学院学
报
ＶＯ１８ＮＯ．１．２
ＪＯＵＲＮＡＬＯＦＪＡＮＧＳＰＩＵＯＬＹＴＥＣＨＮＩＣＵＮＩＲＳＴＹＶＥＩ
Ｊｒ２０ｕＬ０６
文章编号：１０ —８９（０６２０３４０５８３２０）０ —０３ —０
污垢热阻的监测系统装置开发
李彩东，张锁龙
（ｒ工业学院机械工程系，江苏常州２３１）ｏ苏１０６
擒要：根据传热学基本原理，建立了污垢热阻动态监测模型Ｉ并在此基础上，基于ＬｂＩＷ软件开发了污垢热阻实验装置系ａＶＥ统，以实现对数据的自动采集、分析与处理。阐述了测试系统的ＬｂＥ软件，同时对装置系统进行了校正并与通用监测方ａＶＩＷ法相比较，证明了其准确性和可靠性，对污垢理论研究具有推动作用。关键词：污垢热阻ＩａＶＩＷ，自动采集ＬｂＥ