[实用新型]一种水结垢在线检测装置

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种检测装置，确切地说，是一种用于工业循环冷却水等水系统水处理的水结垢程度检测的在线测量装置。

背景技术

结垢是工业循环冷却水等水系统水处理需要解决的主要问题。在工业循环冷却水系统中，冷却水经过换热器，将需要降温的高温介质冷却下来，冷却水通过冷却塔等设施冷却后循环使用。由于蒸发作用，使循环水中的结垢物质逐渐浓缩，在经过换热器时，结垢物质很容易在换热面上结成水垢。水垢阻塞管道流通，影响换热效果和增加能源消耗。因此，掌握结垢程度，对循环冷却水处理有着重要意义。目前对结垢(阻垢)程度的检测，通常是采用离线静态以及动态模拟试验方法，或是在线旁路直接监测方法。这些方法设备投资费用大、耗能高、计算复杂。开发一种简便、连续、快捷的结垢程度检测装置，长期以来是水系统水处理技术中一直在探索的课题。

发明内容

本实用新型的目的是对现有结垢检测技术和方法进行补充，提供一种简便、连续的水结垢在线检测装置。

说明书附图图1是本实用新型水结垢在线检测装置的结构示意图。

本实用新型为一种水结垢在线检测装置，特征在于结构上由以下三部分组成：

(一)由结垢检测试片1、换热体2、加热元件3、结垢测温元件11组成的探测体13；

(二)支撑管5；

(三)设备连接套管6；

结垢检测试片1、换热体2、加热元件3和结垢测温元件11组成一个探测体13，是检测装置的关键部件，它们组合在一起，固定安装在支撑管5上。支撑管5与设备连接套管6通过螺纹结构连接。换热体2被安装在支撑管5左端管内壁表面加工出的凹槽平台上，在换热体2与结垢测试片1接触面的表面上，以中心为起点，向外径向水平加工出一条沟槽，中心位置放置进一支结垢测温元件11，并在靠近边缘与沟槽交汇处，沿换热体2厚度方向打一个过线孔，将结垢测温元件导线9引出。在换热体2的同一面外缘处车出一个圆形密封槽，嵌入一个硅橡胶O型密封圈12防止水接触测温元件。结垢检测试片1是一个可更换、与要监测的换热器等同材质元件，它本身是一个带螺纹盖帽式器件，通过支撑管5左端外壁表面的螺纹结构与支撑管5连接，旋紧后将结垢测温元件11紧密夹在它与换热体2之间。

加热元件3也是一个重要部分，为一圆片型板式PTC加热元件，通过胶结、焊接等安装在换热体2的右侧表面中心处。加热元件的导线4通过穿线孔引出到检测装置外，通过调节电压，可以调节加热元件的发热量。在加热元件3的外表面，用导热胶粘贴安装一个加热测温元件10用于检测发热元件温度，并与加热测温信号导线8连接，同结垢测温元件导线9共用过线孔引出。

支撑管5与设备连接套管6通过螺纹结构连接，可以方便调节探测体13进深以与检测管壁吻合，以模拟实际结垢过程。同时并方便安装和拆卸。设备连接套管6可以通过法兰方式、焊接方式等连接到水系统水处理等检测主管路上，或检测用专设旁路管道上。

说明书附图图2是本实用新型水结垢在线检测装置的实施方式示意图。本实用新型的实现方式是：循环冷却水切向流过检测装置的结垢检测试片1的表面。加热元件3提供一个热源，通过换热体2和结垢检测试片1向水中传递热量。这样，在水和热源之间的结垢检测试片表面就形成了一个相当于换热器表面的换热面。水中的结垢物质在换热面表面受热发生化学反应沉积形成水垢。水垢中的主要物质CaCO₃、MgCO₃等的热阻比金属大100多倍，随着检测试片表面水垢层的增加，阻碍了热量向水中传递，如果加热元件3温度恒定，则结垢检测试片1下设置的结垢测温元件11检测到的温度就会升高，这个升高的温度与结垢增厚的程度存在着一定的正相关对应关系。

设结垢测温元件初始时间检测到的温度为T₁，垢厚为H₁；经过一定时间过程后结垢测温元件指定时间检测到的温度为T₂，垢厚为H₂；则结垢温差：

ΔT＝T₂-T₁

结垢厚差：

ΔH＝H₂-H₁

结垢程度ΔH越高，结垢温差ΔT就越大，设结垢能力，即结垢温差-厚差关系系数J有：

J＝ΔH/ΔT

即J为单位温差对应的结垢厚度的变化。然后依据J就可以推算任意测定的温差下，结垢的程度。而J的大小变化，可以表征不同条件下，结垢温差变化对于结垢厚度增长的不同反馈影响。从而可以实现对于水系统的结垢情况和水处理后的阻垢效果作出动态即时的客观评价。