一种高低压加热器污垢抑制检测去除装置及方法与流程

本发明属于换热器抑制污垢产生以及去除，具体涉及一种高低压加热器污垢抑制检测去除装置及方法。

背景技术：

1、从近些年高低压加热系统运行情况来看，疏水调节阀多次发生堵塞问题，解体阀门检查调节阀节流孔发现有比较致密的垢物阻塞，水室整体呈浅红棕色，内壁有薄层均匀且较致密的沉积物。不同位置处分别发现有氧化铁沉积物，红棕色较致密垢等。高加管束结垢后会使给水压降增大，锅炉给水泵的负荷增加，水室隔板损坏的可能性随之增大。从实际运行看，无论是管束内壁还是外壁，都会产生结垢现象。管束内外壁积垢，将使加热器的运行性能下降，给水总温升降低，增加机组煤耗。若积垢在局部位置脱落，将使管束产生爆管泄漏，加热器疏水阀门堵塞。

2、工业上常见的处理结垢的方法大致可分为化学方法和物理方法两大类，其中化学方法主要通过添加化学药剂，利用化学药剂对于污垢的溶解等特性达到去污的效果。物理方法则通过停机检修时利用物理手段清洗污垢，工业中最常见的物理方案莫过于高压水枪清洗和超声波去污和电磁去污等。上述方案，无论是添加化学药剂溶解去垢还是物理清洗，都需要停工；另外化学方法添加药剂存在腐蚀正常管道的可能。物理方案必须要停机，做不到实时检测和去除。

技术实现思路

1、本发明的目的在于克服上述不足，提供一种高低压加热器污垢抑制检测去除装置及方法，能够在给水管道内产生磁场，减少污垢，产生超声波去除污垢。

2、为了达到上述目的，一种高低压加热器污垢抑制检测去除装置，包括第一温度计，第一温度计设置在换热器的蒸汽入口段，换热器的给水出口段设置有第一压力表、第二温度计和第一流量计，换热器的给水进口段设置有第三温度计、第二流量计和第二压力表，给水进口段外缠绕有线圈，换热器的蒸汽冷凝疏水出口管道上设置有第四温度计，蒸汽冷凝疏水出口管道上连接发电装置，发电装置上设置有螺纹状转子，发电装置产生的电流通过电线连接线圈，换热器的疏水管道阀门处设置有第一超声波换能器，换热器的壳程两侧设置有第二超声波换能器和第三超声波换能器；

3、第一温度计、第一压力表、第二温度计、第一流量计、第三温度计、第二流量计、第二压力表和第四温度计均连接参数收集卡，参数收集卡连接plc控制系统，plc控制系统连接超声波发生器，超声波发生器连接第一超声波换能器、第二超声波换能器和第三超声波换能器；

4、plc控制系统用于根据参数收集卡采集的数据，控制超声波发生器的开闭。

5、第一温度计设置在换热器的蒸汽入口段管道上。

6、第一压力表、第二温度计和第一流量计均设置在换热器的给水出口段管道上。

7、第三温度计、第二流量计和第二压力表均设置在换热器的给水进口段管道上。

8、第一超声波换能器、第二超声波换能器和第三超声波换能器均通过连接法兰固定在换热器上。

9、第一超声波换能器、第二超声波换能器和第三超声波换能器均包括换能器，换能器通过连接法兰固定在换热器的壁面上，换能器连接震动杆，震动杆穿过换热器的壁面插入水体中。

10、螺纹状转子包括连接杆，连接杆的一端连接发电装置，连接杆上螺旋缠绕有外螺纹。

11、一种高低压加热器污垢抑制检测去除装置的工作方法，包括以下步骤：

12、部分疏水流过蒸汽冷凝疏水出口管道，使发电装置的转子转动产生电流，通过产生的电流给给水进口段外缠绕的线圈通电，使给水进口段内产生磁场，减少污垢；

13、通过参数采集卡收集蒸汽入口温度、蒸汽凝结后的疏水出口温度、给水进口和给水出口的温度以及给水进口和给水出口的压力和流量，把温度数据发送至plc控制系统，plc控制系统计算四者的平均温度作为换热器的近似壁温，通过给水进口和给水出口的压力和流量获取压降和流量，通过近似壁温、压降和流量得出热阻，当热阻超过一定限值时，plc控制系统控制超声波发生器的开启，去除污垢。

14、线圈通电产生的磁场强度为：

15、

16、其中，μ0为真空磁导率，ds为线源矢量，i为电流，r′为电流源到任意点矢径。

17、热阻为垢层与流体之间界面温度，垢层与流体之间界面温度ts计算方法如下：

18、

19、其中，tf0为流体在管内出口温度，tfi为流体在管内入口温度，q为热流密度，l/d为流道长度与内径之比，re为雷诺数，pr为普朗特数，kf、a和e均为常数。

20、与现有技术相比，本发明利用了蒸汽冷凝疏水出口管道中部分疏水的重力势能以及动能，使发电装置的转子转动，进而使缠绕给水进口管道的线圈通电产生电磁场，实现了水分子氢键断裂，提高水中部分金属盐类的溶解度和破坏细菌的新陈代谢，进而实现电磁抑制污垢的效果。本发明通过数据采集卡采集需要的数据，得出换热器的实时热阻以及变化情况，控制超声波发生器的开闭，达到发现即处理的效果，解决了污垢聚集影响换热效率，甚至使疏水阀门堵塞的现象。本发明所需的辅助系统较少，且造价低廉，可靠性强，易于实现，可操作性强。

21、进一步的，本发明能够实时收集各个出入口的流量和温度参数，可以实时计算分析热阻，为污垢诱导期的机理以及磁场对污垢影响的研究提供了大量的实验数据。

技术特征：

1.一种高低压加热器污垢抑制检测去除装置，其特征在于，包括第一温度计(2)，第一温度计(2)设置在换热器(1)的蒸汽入口段，换热器(1)的给水出口段设置有第一压力表(4)、第二温度计(5)和第一流量计(7)，换热器(1)的给水进口段设置有第三温度计(8)、第二流量计(9)和第二压力表(12)，给水进口段外缠绕有线圈(10)，换热器(1)的蒸汽冷凝疏水出口管道(14)上设置有第四温度计(13)，蒸汽冷凝疏水出口管道(14)上连接发电装置(15)，发电装置(15)上设置有螺纹状转子(16)，发电装置(16)产生的电流通过电线连接线圈(10)，换热器(1)的疏水管道阀门处设置有第一超声波换能器(17)，换热器(1)的壳程两侧设置有第二超声波换能器(18)和第三超声波换能器(19)；

2.根据权利要求1所述的一种高低压加热器污垢抑制检测去除装置，其特征在于，第一温度计(2)设置在换热器(1)的蒸汽入口段管道(3)上。

3.根据权利要求1所述的一种高低压加热器污垢抑制检测去除装置，其特征在于，第一压力表(4)、第二温度计(5)和第一流量计(7)均设置在换热器(1)的给水出口段管道(6)上。

4.根据权利要求1所述的一种高低压加热器污垢抑制检测去除装置，其特征在于，第三温度计(8)、第二流量计(9)和第二压力表(12)均设置在换热器(1)的给水进口段管道(11)上。

5.根据权利要求1所述的一种高低压加热器污垢抑制检测去除装置，其特征在于，第一超声波换能器(17)、第二超声波换能器(18)和第三超声波换能器(19)均通过连接法兰(22)固定在换热器(1)上。

6.根据权利要求1或5所述的一种高低压加热器污垢抑制检测去除装置，其特征在于，第一超声波换能器(17)、第二超声波换能器(18)和第三超声波换能器(19)均包括换能器(21)，换能器(21)通过连接法兰(22)固定在换热器(1)的壁面上，换能器(21)连接震动杆(23)，震动杆(23)穿过换热器(1)的壁面插入水体中。

7.根据权利要求1所述的一种高低压加热器污垢抑制检测去除装置，其特征在于，螺纹状转子(16)包括连接杆(24)，连接杆(24)的一端连接发电装置(15)，连接杆(24)上螺旋缠绕有外螺纹(25)。

8.一种权利要求1所述的高低压加热器污垢抑制检测去除装置的工作方法，其特征在于，包括以下步骤：

9.根据权利要求8所述的一种高低压加热器污垢抑制检测去除装置的工作方法，其特征在于，线圈(10)通电产生的磁场强度为：

10.根据权利要求8所述的一种高低压加热器污垢抑制检测去除装置的工作方法，其特征在于，热阻为垢层与流体之间界面温度，垢层与流体之间界面温度ts计算方法如下：

技术总结本发明属于换热器抑制污垢产生以及去除技术领域，公开了一种高低压加热器污垢抑制检测去除装置及方法，本发明利用了蒸汽冷凝疏水出口管道中部分疏水的重力势能以及动能，使发电装置的转子转动，进而使缠绕给水进口管道的线圈通电产生电磁场，实现了水分子氢键断裂，提高水中部分金属盐类的溶解度和破坏细菌的新陈代谢，进而实现电磁抑制污垢的效果。本发明通过数据采集卡采集需要的数据，得出换热器的实时热阻以及变化情况，控制超声波发生器的开闭，达到发现即处理的效果，解决了污垢聚集影响换热效率，甚至使疏水阀门堵塞的现象。本发明所需的辅助系统较少，且造价低廉，可靠性强，易于实现，可操作性强。技术研发人员：屈杰,高庆,胡文帅,曾立飞,朱蓬勃,谷伟伟,王梓召,张永海,高登攀,马汀山,居文平受保护的技术使用者：西安西热节能技术有限公司技术研发日：技术公布日：2024/1/13