在我国石油化工、冶金和发电等行业上, 大多采用工业循 环冷却水。目前, 为了进一步节能减排, 提高循环冷却水的利 用率, 从而对水处理的技术和药剂的质量要求越来越高。同时 我们看到, 加强水处理的监测也越来越重要。监测换热器较好 地模拟了工业现场换热器, 对测量有关水质的腐蚀、结垢数据 十分重要。它适用于各种材质的换热器，如陶瓷换热器，金属换热器等。
1. 监测换热器的原理
监测换热器是一种模拟用的小型换热器, 其工作条件较接近于换热器装置的实际运行条件, 其特点是有一个传热的 金属表面, 能够监测传热面上腐蚀、结垢和沉积的情况。适于各种材质的换热器监测，如陶瓷换热器、金属换热器、石墨换热器等。所以 监测换热器法是冷却水系统进行腐蚀、结垢监测和评价的一 种重要方法。
监测换热器安装在循环冷却水旁。试验管采用￠19×2 毫 米 无 缝 钢 管 , 外 壁 镀 铬 , 有 效 长 度 1177 毫 米 , 有 效 传 热 面 积 0.055 米 2 , 流经试管的冷却水( 给水) 流量 636 公斤 / 小时( 流 速 1 米 / 秒) ; 采用低压饱和蒸汽, 试管传热强度约 500, 000 千 焦 (/ 米 2时) , 水侧壁温 75～80℃, 模拟进出口温度 8～12℃。 测量水的流量、进出口温度和蒸汽温度等数据, 计算当前污垢 热阻值。取出试管和挂片通过失重法计算腐蚀率、粘附速度 等。
2. 监测换热器的分类 根据热介质来源不一样, 可以分为我们通常说的监测换 热器和电加热式监测换热器。
2.1 监测换热器的热介质来源现场带压工作蒸汽, 虽然监 测换热器工作要求蒸汽压力在 0.8～1.0kg/cm2, 但在进入监测换热器前蒸汽压力要保持在 4.0～5.0kg/cm2, 然后再减压到监 测 换 热 器 工 作 压 力 。 如 果 进 入 监 测 换 热 器 前 蒸 汽 压 力 低 于 4.0 kg/cm2, 在冬天尤其是在北方, 蒸汽管线中蒸汽含水过多, 影响测量; 如果进入监测换热器前蒸汽压力高于 5.0 kg/cm2, 蒸汽的波动, 难以控制。为了稳定蒸汽压力, 采用一种蒸汽自 力式调压阀, 它是一种不需要外加能源的这些执行机构, 外来 蒸汽压力在 4.0～10.0kg/cm2 波动, 经过蒸汽自力式调压阀, 使 压 力可 以 稳定 在 0.8～1.0kg/cm2 中 的 某 个 值 , 运 用 场 合 比 较 大。
2.2 电加热式监测换热器用于不能提供外来蒸汽的现场, 通过电加热容器里的水产生蒸汽给试验管加热。使用电加热 式监测换热器, 消耗功率在 18 千瓦以上, 监测成本较高。
3. 智能监测换热器系统
在现场监测换热器使用过程中, 来自于现场的流量和蒸 汽要求保持稳定。如果现场的流量和蒸汽发生波动, 影响监测 的准确性, 要求采用自动控制。通过智能换热器在线监测仪, 实现对流量和蒸汽信号的采集和控制, 如图 1.1 所示。智能换 热器在线监测仪, 用来测试进出口温度、蒸汽温度和流量信 号, 控制流量调节阀和蒸汽调 节 阀, 计 算污 垢 热阻 , 反映 当 前 试 管结 垢 情况 ; 还可 以 增加 PH、电导 率 和腐 蚀率 等 参数 测 量 功能, 然后把测量的数据传送 到 计算 机上 , 实 现计 算机 监 控, 组成了一个智能监测换热器系统。
4、监测换热器的安装
监测换热器的安装需要根据窑炉的情况和换热器安装位置来确定。而窑炉环境又决定安装何种形式的换热器，如果烟道温度较高，在700℃－1350℃左右，且烟道内又充满了酸性和碱性气体，对换热器的要求较高，这时就需要用到陶瓷换热器；反之，就可以安装金属换热器。监测换热器的安装由于适用不了温度高、酸碱性气体的环境，所以只能安装在距离换热器相对较远的地方，然后将监测换热器的各类探头放入换热器的指定位置，即可。
5、 选用监测换热器的外部条件
如何选用监测换热器, 首先要了解本单位的使用的换热 器是什么材质、热物料的温度、循环水的 流速 、进 出口水的温 差等参数, 还要考虑现场引入的循环水的给水和蒸汽源是否 能够满足监测换热器使用要求, 需不需要增加自动控制等措 施。为了实现水质现代化科学管理, 采用具有网络通讯的换热 器在线监测仪等。
换热器在线监测仪在循环冷却水系统的使用, 能够使我 们及时了解循环水水质存在的问题, 及时制定处理问题的方 案, 确保设备正常运行。总之, 换热器在线监测仪的正确使用 将有利于我们进一步提高循环水的水质, 实现更为科学的水 质监测与管理。
参考文献
[1]罗益民,薄翠梅.换热器在线监测仪的研制[J].南京工业 大学学报,2004,11:94- 97
[2]冯建庆.自动监测系统在循环水场的应用[J].工业水处 理, 2002,10:53- 54.
[3]周本省.工业水处理技术(第二版)[M].北京:化学工业出 版社,2002.5
