文孝強(qiáng) 苗慶龍 孫靈芳

(東北電力大學(xué)，a. 教務(wù)處；b.自動(dòng)化工程學(xué)院)

一種換熱器污垢特性監(jiān)測(cè)方法與實(shí)驗(yàn)研究

文孝強(qiáng)**a苗慶龍b孫靈芳b

(東北電力大學(xué)，a. 教務(wù)處；b.自動(dòng)化工程學(xué)院)

針對(duì)長(zhǎng)期以來(lái)?yè)Q熱器污垢無(wú)法準(zhǔn)確監(jiān)測(cè)的問(wèn)題，基于能量守恒定律提出了一種換熱器污垢特性監(jiān)測(cè)方法，嘗試建立了單位工質(zhì)元吸熱量模型，并搭建了相應(yīng)的污垢監(jiān)測(cè)實(shí)驗(yàn)平臺(tái)，通過(guò)若干類型換熱器污垢實(shí)驗(yàn)，驗(yàn)證了該方法。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明：?jiǎn)挝还べ|(zhì)元吸熱量能較好地反映換熱器管內(nèi)污垢的生長(zhǎng)趨勢(shì)，可以用于換熱器污垢特性的監(jiān)測(cè)，且較以往方法具有測(cè)點(diǎn)較少、測(cè)點(diǎn)容易安裝及數(shù)據(jù)容易獲取等特點(diǎn)，該方法還可以解決換熱器局部、區(qū)域性污垢無(wú)法準(zhǔn)確監(jiān)測(cè)的問(wèn)題。

換熱器 污垢特性 能量守恒 監(jiān)測(cè) 工質(zhì)元吸熱量

目前，循環(huán)冷卻水占整個(gè)工業(yè)用水的80%左右[1]，而冷卻水在循環(huán)過(guò)程中，因溫度和流速的變化而在換熱器壁面上逐漸形成污垢，直接后果是增大了傳熱和流動(dòng)阻力。眾所周知，在相同傳熱量的前提下，污垢熱阻會(huì)增大傳熱溫差、降低所傳遞熱能的利用率、增加設(shè)備能耗；流體流動(dòng)阻力(流阻)的增大則直接增大了泵送能耗。因此，快速、準(zhǔn)確地監(jiān)測(cè)冷卻水污垢的增長(zhǎng)趨勢(shì)，就自然成為節(jié)能減排的主攻目標(biāo)之一。

國(guó)外對(duì)于污垢的監(jiān)測(cè)方法和技術(shù)方面，Kern-Seanton較早就提出了污垢沉積率和剝蝕率的具體表達(dá)式，這就是后來(lái)一直被科研工作者廣泛采用的Kern-Seanton模型。然而即使是該模型也只提供了污垢特性數(shù)學(xué)描述的框架，離揭示污垢形成機(jī)理還有距離。之后，Afgan N H和Carvalho M G基于換熱效率理論，提出了對(duì)象-屬性-值結(jié)構(gòu)污垢評(píng)估知識(shí)庫(kù)專家系統(tǒng)，為換熱器冗余面積設(shè)計(jì)、去垢效果和換熱器安全評(píng)估提供參考[2]。Sylvain L和Steohane L基于耦合神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)提出了污垢熱阻監(jiān)測(cè)模型[3]。Prieto M M等基于非全連前向神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)提出了一種用來(lái)預(yù)測(cè)海水冷卻冷凝器污垢性能的方法[4]。Khan M S等實(shí)驗(yàn)研究建立了套管式逆流換熱器CaCO3無(wú)量綱回歸污垢熱阻模型[5，6]，此外還分析了管表面溫度、雷諾數(shù)、管內(nèi)徑、CaCO3濃度和管子粗糙度對(duì)誘導(dǎo)期的影響。Zubair S M等從新視角出發(fā)，引入概率方法來(lái)分析污垢增長(zhǎng)模型規(guī)律[7～9]。Bridger Scientific依據(jù)美國(guó) Rohrhack 公司 1979 年發(fā)表的專利開(kāi)發(fā)出了 DATS 系列在線污垢測(cè)試系統(tǒng) DATSTM[10]。Nalco 化學(xué)品公司的Wetegrove R L采用光學(xué)方法對(duì)污垢進(jìn)行了監(jiān)測(cè)[11]。韓國(guó)電力公司發(fā)明了一種監(jiān)測(cè)污垢熱阻和管道清潔度的裝置[12]。Nalco 公司發(fā)明了一種污垢監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，能夠區(qū)分微生物污垢與化學(xué)污垢[13]。

在國(guó)內(nèi)，楊善讓等研制了換熱器污垢在線自動(dòng)監(jiān)測(cè)裝置，實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，該裝置具有很高的實(shí)用性[14]。由于一定的假設(shè)和傳熱學(xué)經(jīng)驗(yàn)公式的引入，難免產(chǎn)生監(jiān)測(cè)誤差。徐志明和文孝強(qiáng)在污垢的形成機(jī)理和預(yù)測(cè)模型方面也做了較多工作[15，16]。吳雙應(yīng)和李友容從熱力學(xué)第二定律出發(fā)，提出了“單位熱量的熵增率”，該指標(biāo)能夠全面、綜合地反映污垢對(duì)換熱傳熱性能的影響[17]。程偉良和李艷秋基于質(zhì)量傳遞理論建立了污垢監(jiān)測(cè)模型，用以計(jì)算流體流動(dòng)生成的總污垢量[18]。侯迪波等基于模糊神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)提出了周期性結(jié)垢模型，預(yù)測(cè)間歇換熱設(shè)備的周期性結(jié)垢現(xiàn)象[19]。周本省等基于所測(cè)定和記錄的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)研發(fā)了污垢熱阻在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)[20～23]。中國(guó)科學(xué)院金屬研究所研制了工業(yè)冷卻水腐蝕、熱阻在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)[24，25]。文獻(xiàn)[26]介紹了一種用傳熱端差Δt描述凝汽器冷卻水側(cè)換熱面污垢程度的方法。嚴(yán)曉宇等利用電熱式污垢監(jiān)測(cè)原理開(kāi)發(fā)了一種污垢在線監(jiān)測(cè)實(shí)驗(yàn)裝置[27]。張瑩等提出清潔度的定義，將冷凝器汽側(cè)空氣量、水管壁的污垢程度及冷凝器管束布置系數(shù)等因素對(duì)凝汽器總體傳熱系數(shù)的影響分離開(kāi)來(lái)，以準(zhǔn)確診斷凝汽器的污垢程度[28]。邢曉凱等綜合考慮各種因素，建立了恒壁溫條件下計(jì)算污垢熱阻的改進(jìn)模型[29]。北京化工大學(xué)提出了一種直觀式腐蝕污垢監(jiān)測(cè)儀，用于冷卻水系統(tǒng)的現(xiàn)場(chǎng)監(jiān)測(cè)和冷卻水化學(xué)處理中藥劑的篩選、防垢除垢及傳熱基礎(chǔ)研究等[30]。在此，筆者基于能量守恒定律，提出單位工質(zhì)元吸熱量模型，并搭建了相應(yīng)的實(shí)驗(yàn)平臺(tái)，實(shí)驗(yàn)研究了若干換熱器管內(nèi)污垢的沉積規(guī)律。

1 實(shí)驗(yàn)方案設(shè)計(jì)

筆者所搭建的實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)如圖1所示。

圖1 實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)

為了加快換熱器管內(nèi)污垢的形成與沉積，實(shí)驗(yàn)工質(zhì)采用的循環(huán)水是通過(guò)在清潔的自來(lái)水中添加CaCl2和Na2CO3藥品配制而成的，配置硬度為800mg/L的硬水以模擬析晶污垢。

實(shí)驗(yàn)過(guò)程中，分別采用了3種類型的實(shí)驗(yàn)管：光管、弧線管和縮放管。其中，光管選用內(nèi)徑d2=22mm，壁厚δ=1.5mm的不銹鋼材料，弧線管和縮放管結(jié)構(gòu)如圖2所示。實(shí)驗(yàn)管材料和幾何參數(shù)見(jiàn)表1。

a. 弧線管

b. 縮放管

實(shí)驗(yàn)管材料幾何尺寸L1/mmL2/mmL3/mmd1/mmd2/mmδ/mmα/(°)β/(°)r/mm縮放管不銹鋼561425201.52710-弧線管不銹鋼178--221.5--5

實(shí)驗(yàn)過(guò)程：實(shí)驗(yàn)分成兩個(gè)階段，第一個(gè)階段為建立水浴溫度階段，即通過(guò)溫度可控電加熱管對(duì)水槽水浴進(jìn)行加熱，直至達(dá)到預(yù)設(shè)溫度；第二階段為污垢實(shí)驗(yàn)階段，在此階段，下位水箱的人工硬水經(jīng)由變頻泵送至上位水箱，再經(jīng)手動(dòng)調(diào)節(jié)閥調(diào)節(jié)水的流速，并將該硬水送至實(shí)驗(yàn)管段，在實(shí)驗(yàn)管內(nèi)，該硬水通過(guò)管壁吸熱，溫度升高；接著，該實(shí)驗(yàn)硬水被送至空冷裝置和下位水箱進(jìn)行充分冷卻，如此往復(fù)。

數(shù)據(jù)的測(cè)量：實(shí)驗(yàn)管出、入口溫度和水浴溫度由Pt100熱電阻來(lái)測(cè)量，其測(cè)溫范圍為-200～650℃，等級(jí)為A級(jí)，允許誤差±(0.15+0.002×|t|)℃，流量信號(hào)由超聲波流量計(jì)來(lái)測(cè)量，等級(jí)為1.0級(jí)，即其允許相對(duì)誤差為±1.0%。所有測(cè)量信號(hào)經(jīng)893數(shù)據(jù)采集器送入計(jì)算機(jī)進(jìn)行相應(yīng)的處理。

2 基于能量守恒的污垢特性表征參數(shù)

實(shí)驗(yàn)管工作原理如圖3所示。周圍水浴溫度為T，實(shí)驗(yàn)管的入、出口溫度分別為Ti、To，管內(nèi)工質(zhì)流速為V，現(xiàn)將整個(gè)實(shí)驗(yàn)管內(nèi)工質(zhì)沿實(shí)驗(yàn)管徑向平均劃分成若干工質(zhì)元，則每一工質(zhì)元寬度為Δl，其質(zhì)量Δm為：

Δm=ρΔl(πD2/4)

(1)

圖3 實(shí)驗(yàn)管工作原理

假設(shè)整個(gè)實(shí)驗(yàn)管段溫度沿工質(zhì)流動(dòng)方向均勻分布，每一工質(zhì)元內(nèi)各點(diǎn)的溫度是相等的，則單位時(shí)間內(nèi)該工質(zhì)元流動(dòng)距離L1為：

L1=VΔt

(2)

對(duì)應(yīng)于該時(shí)刻的溫度T″為：

(3)

從起始位置P1到P2過(guò)程中，該工質(zhì)元所吸收的熱量ΔQ為：

ΔQ=cΔmΔT=cΔm(T″-T′)

(4)

式中c——水的比熱，J/(kg·℃)；

T′——工質(zhì)元P1點(diǎn)所對(duì)應(yīng)的溫度，℃。

將式(1)～(3)代入式(4)，即可得到該工質(zhì)元在單位時(shí)間的吸熱量。

隨著換熱器內(nèi)污垢的不斷生長(zhǎng)，換熱效果將會(huì)不斷變差，可以預(yù)見(jiàn)：在水域溫度恒定的前提下，該工質(zhì)元在單位時(shí)間內(nèi)的吸熱量是隨著時(shí)間的推移而不斷變化的，該吸熱量的變化如同污垢熱阻一樣，也能反映出換熱器內(nèi)結(jié)垢狀況，從而可以作為換熱器污垢特性表征參數(shù)。

3 實(shí)驗(yàn)結(jié)果與分析

3.1光管

首先選取光管進(jìn)行污垢實(shí)驗(yàn)。該光管長(zhǎng)度為2.22m，直徑為22mm。在實(shí)驗(yàn)過(guò)程中，實(shí)驗(yàn)工質(zhì)的流速是可變的。水浴溫度控制在50℃。實(shí)驗(yàn)選取沿實(shí)驗(yàn)管軸向固定時(shí)間點(diǎn)工質(zhì)元作為研究對(duì)象，監(jiān)測(cè)其吸熱量的變化情況。圖4為該實(shí)驗(yàn)管在不同清洗周期工質(zhì)元的吸熱量變化曲線。為了檢驗(yàn)實(shí)驗(yàn)結(jié)果，將本實(shí)驗(yàn)所測(cè)得的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)連同測(cè)得的壁溫等數(shù)據(jù)代入文獻(xiàn)[31]中的污垢模型中，得到污垢熱阻曲線如圖5所示。圖4、5中AB段流速為0.62m/s，BC段流速為0.40m/s，CD段流速為0.58m/s，DE段流速為0.44m/s，EF段流速為0.21m/s，F(xiàn)G段流速為0.34m/s，GH段流速為0.74m/s。

圖4 光管工質(zhì)元吸熱量隨時(shí)間的變化曲線

圖5 光管污垢熱阻隨時(shí)間的變化曲線

對(duì)比圖4、5不難看出：當(dāng)流速降低時(shí)(如AB到BC段，CD到DE段，DE到EF段)，污垢熱阻呈上升(增加)趨勢(shì)；與此同時(shí)，單位工質(zhì)元的吸熱量變化趨勢(shì)則恰好相反；同樣，當(dāng)流速升高時(shí)，污垢熱阻呈下降(減小)趨勢(shì)，而單位工質(zhì)元的吸熱量呈上升(增加)趨勢(shì)。分析其原因可知：對(duì)于污垢熱阻來(lái)說(shuō)，流速的增加會(huì)增加對(duì)管壁的軸向沖刷作用，使得管內(nèi)沉積的污垢被剝離，污垢熱阻減?。粚?duì)于單位工質(zhì)元吸熱量來(lái)說(shuō)，則恰好相反，由于污垢熱阻的減小，其吸熱量會(huì)相應(yīng)的增加。當(dāng)流速減小時(shí)，其物理過(guò)程正好相反。

將上述實(shí)驗(yàn)測(cè)得的污垢熱阻、工質(zhì)元吸熱量進(jìn)行歸一化后置于同一坐標(biāo)系，結(jié)果如圖6所示。不難看出，不同流速下，管內(nèi)污垢熱阻的變化趨勢(shì)與工質(zhì)元吸熱量變化曲線近似呈相似對(duì)稱。

圖6 光管污垢熱阻、吸熱量對(duì)比曲線

3.2弧線管、縮放管

將實(shí)驗(yàn)管更換為弧線管、縮放管繼續(xù)實(shí)驗(yàn)。實(shí)驗(yàn)中，弧線管、縮放管管長(zhǎng)分別為2.22、2.20m。在計(jì)算工質(zhì)元面積時(shí)，采用了等效直徑，即用體積相同、長(zhǎng)度相同但管徑不同的圓柱體分別等效弧線管體和縮放管體。所得實(shí)驗(yàn)結(jié)果與污垢熱阻值曲線如圖7、8所示。

由圖7、8不難看出，與光管類似，污垢熱阻的變化趨勢(shì)與工質(zhì)元吸熱量變化曲線近似呈相似對(duì)稱。

3.3分析與討論

通過(guò)以上各實(shí)驗(yàn)管污垢實(shí)驗(yàn)可知，無(wú)論工質(zhì)流速是可變的還是恒定的，工質(zhì)元吸熱量變化趨勢(shì)均與污垢熱阻的變化趨勢(shì)相反，但同樣都可以較好地描述換熱器內(nèi)污垢隨時(shí)間的變化情況，故而通過(guò)換熱器內(nèi)單位工質(zhì)元吸熱量的監(jiān)測(cè)便可以實(shí)時(shí)反映換熱器內(nèi)的結(jié)垢狀況，進(jìn)而為換熱器的清洗、優(yōu)化換熱器清洗周期提供理論依據(jù)。此外，該實(shí)驗(yàn)過(guò)程中，僅需要實(shí)時(shí)測(cè)量換熱器出、入口溫度，這在實(shí)際現(xiàn)場(chǎng)是容易實(shí)現(xiàn)的，和眾多國(guó)內(nèi)外動(dòng)輒幾十萬(wàn)多則上百萬(wàn)元的污垢監(jiān)測(cè)設(shè)備相比，本實(shí)驗(yàn)裝置無(wú)疑降低了污垢監(jiān)測(cè)成本。

圖7 弧線管污垢實(shí)驗(yàn)曲線對(duì)比

圖8 縮放管污垢實(shí)驗(yàn)曲線對(duì)比

實(shí)驗(yàn)過(guò)程中，若可以對(duì)固定點(diǎn)溫度進(jìn)行實(shí)時(shí)測(cè)量，則可以替代公式(4)中的T″，這樣一來(lái)，該公式適用于監(jiān)測(cè)換熱器任意點(diǎn)污垢變化情況，從而解決了換熱器局部、區(qū)域性污垢無(wú)法準(zhǔn)確監(jiān)測(cè)的問(wèn)題。另外，該實(shí)驗(yàn)過(guò)程主要是定性監(jiān)測(cè)換熱器污垢的變化情況，接下來(lái)擬要解決的問(wèn)題是如何利用該參數(shù)對(duì)換熱器污垢特性進(jìn)行量化，包括給出量化的方法、標(biāo)準(zhǔn)等。

4 結(jié)束語(yǔ)

不同類型的實(shí)驗(yàn)管實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，工質(zhì)元吸熱量同污垢熱阻值一樣能夠描述換熱器管內(nèi)的結(jié)垢狀況，從而可以作為監(jiān)測(cè)污垢特性的指標(biāo)。監(jiān)測(cè)工質(zhì)元吸熱量時(shí)測(cè)點(diǎn)較少、容易安裝及監(jiān)測(cè)成本低等，有利于工程實(shí)際應(yīng)用。此外，該方法還可以解決換熱器局部、區(qū)域性污垢無(wú)法準(zhǔn)確監(jiān)測(cè)的問(wèn)題。

[1] 楊善讓，徐志明，孫靈芳.換熱設(shè)備的污垢與對(duì)策[M].北京：科學(xué)出版社，2004：8．

[2] Afgan N H，Carvalho M G.Knowledge-base Expert System for Fouling Assessment of Industrial Heat Exchangers[J]. Applied Thermal Engineering，1996，16(3)：203～208.

[3] Sylvain L，Stephane L.Online Fouling Detection Electrical Circulation Heaters Using Neural Networks[J]. Heat and Mass Transfer，2003，46(13)：2445～2457.

[4] Prieto M M，Montames E，Menendez O.Power Plant Condenser Performance Forecasting Using a Non-fully Connected Artificial Neural Network[J].Energy，2001，26(1)：65～79.

[5] Khan M S，Zubair S M，Budair M O，et al.Fouling Resistance Model for Prediction of CaCO3Scaling in AI-SI 316 Tubes[J].Heat and Mass Transfer，1996，32(1/2)：73～79.

[6] Budair M O，Khan M S，Zubair S M，et al.CaCO3Scaling in AI-SI316 Stainless Steel Tubes-Effect of Thermal and Hydraulic Parameters on the Induction Time and Growth Rate[J].Heat and Mass Transfer，1998，34(2/3)：163～170.

[7] Zubair S M，Sheikh A K，Shaik M N.A Probabilistic Approach to the Maintenance of Heat-Transfer Equipment Subject to Fouling[J].Energy，1992，17(8)：769～776.

[8] Zubair S M，Sheikh A K，Budair M O，et al. A Maintenance Strategy for Heat-Transfer Subject to Fouling a Probalistic Approach[J].ASME J Heat Transfer，1997，119(3)：575～580.

[9] Bott T R，Melo L F，Panchal C B，et al.Understanding Heat Exchanger Fouling and Its Mitigation[C].Proceedings of an International Conference on Understanding Heat Exchanger Fouling and Its.New York：Begell House，1999：393～400.

[10] Bridger Scientific.DATS Fouling Monitor System[EB/OL].http://www.bridgersci.com/products.Htm，2005-12-12.

[11] Wetegrove R L.System and Method to Monitor for Fouling[P].US：6023070，2000-02-08.

[12] Banholzer R.Process for Preparing Pure Enantiomers of Tropic Acidesters[P].US：5952505，1999-09-04.

[13] Robertson L R.Method for Monitoring Fouling in Commercial Waters[P].US：5281537，1994-01-25.

[14] 楊善讓，徐志明，王建國(guó)，等.污垢熱阻動(dòng)態(tài)模擬自動(dòng)監(jiān)測(cè)裝置及其應(yīng)用[J].工程熱物理學(xué)報(bào)，2001，22(z1)：149～152.

[15] 徐志明，文孝強(qiáng).基于最小二乘支持向量回歸機(jī)的光管污垢特性預(yù)測(cè)[J].化工學(xué)報(bào)，2009，60(7)：161～162.

[16] 徐志明，文孝強(qiáng).板式換熱器冷卻水污垢熱阻預(yù)測(cè)的偏最小二乘回歸法[J].化工學(xué)報(bào)，2011，62(6)：1531～1536.

[17] 吳雙應(yīng)，李友容.一項(xiàng)評(píng)價(jià)污垢對(duì)換熱器傳熱性能影響的指標(biāo)[J].化工機(jī)械，2001，28(3)：144～146.

[18] 程偉良，李艷秋.管內(nèi)污垢監(jiān)測(cè)模型研究[J].工程熱物理學(xué)報(bào)，2004，25(3)：508～510.

[19] 侯迪波，楊麗明，周澤魁.基于模糊神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的周期性結(jié)垢預(yù)測(cè)方法研究[J].浙江大學(xué)學(xué)報(bào)(工學(xué)版)，2004， 38(3)：307～311.

[20] 周本省.工業(yè)水處理技術(shù)[M].北京：化學(xué)工業(yè)出版社，1997：37～39.

[21] 周本省.循環(huán)冷卻水系統(tǒng)中的結(jié)垢問(wèn)題[J].化學(xué)清洗，1999，15(3)：36～ 42.

[22] 周本省，楊文忠.冷卻水系統(tǒng)中腐蝕和水質(zhì)的現(xiàn)場(chǎng)監(jiān)測(cè)[J].化學(xué)清洗，1997，13(2)：25～ 26.

[23] 周本省，楊文忠.冷卻水系統(tǒng)中腐蝕沉積物和微生物的現(xiàn)場(chǎng)監(jiān)測(cè)[J].腐蝕與防護(hù)，1996，17(2)：31～ 34.

[24] 鄭立群，杜鵑，左晉，等.循環(huán)水腐蝕在線監(jiān)測(cè)技術(shù)的研究與應(yīng)用[J].小氮肥，1998，26(6)：16～ 17.

[25] 鄭立群，王子旭，左晉，等.工業(yè)冷卻水腐蝕、結(jié)垢實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)技術(shù)開(kāi)發(fā)與應(yīng)用[J].工業(yè)水處理，2002，22(6)：47～ 48.

[26] 楊善讓.汽輪機(jī)凝汽設(shè)備及運(yùn)行管理[M].北京：水利水電出版社，1993.

[27] 嚴(yán)曉宇，萬(wàn)平玉，張?jiān)婈?yáng)，等.冷卻水系統(tǒng)中的污垢熱阻及金屬腐蝕速度的在線監(jiān)測(cè)[J].化工機(jī)械，2000，27(1)： 12～ 15.

[28] 張瑩，王耀南，文益民.基于清潔度的冷凝器污垢監(jiān)測(cè)方法研究[J].湖南大學(xué)學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版)，2011，38(4)：36～40.

[29] 邢曉凱，馬重芳，陳永昌，等.一種用于污垢監(jiān)測(cè)的溫差熱阻新方法[J].石油大學(xué)學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版)，2004，28(5)：70～73.

[30] 北京化工大學(xué)化學(xué)工程學(xué)院.直觀式腐蝕污垢監(jiān)測(cè)儀制造技術(shù)[J].乙醛醋酸化工，2014，(6)：50.

[31] 張仲彬.換熱表面污垢特性的研究[D].北京：華北電力大學(xué)，2009.

AFoulingMonitoringMethodforHeatExchangersandExperimentalResearchonIt

WEN Xiao-qianga, MIAO Qing-longb, SUN Ling-fangb

(a.Dean’sOffice;b.SchoolofAutomationEngineering,NortheastDianliUniversity,Jilin132012,China)

Considering the fact that heat exchanger fouling can’t be monitored accurately and basing on the law of conservation of energy, a fouling monitoring method for heat exchangers was proposed and the unit refrigerant element heat absorption model was set up, including the corresponding fouling-monitoring platform. Experiments on the fouling verify this method and the results show that, the refrigerant element heat absorption can reflect fouling’s growth trend in the heat exchanger and it can be used to monitor fouling characteristics; as compared to other means, this method asks for few measuring points and obtains the measurement data easily, in addition, it can monitor any local or regional fouling accurately.

heat exchanger, fouling characteristic, conservation of energy, monitoring, heat absorption of refrigerant element

*國(guó)家自然科學(xué)基金項(xiàng)目(51476025)，東北電力大學(xué)“十二五”科研提升工程資助計(jì)劃項(xiàng)目，吉林市科技發(fā)展計(jì)劃項(xiàng)目(201464061)。

**文孝強(qiáng)，男，1979年9月生，副教授。吉林省吉林市，132012。

TQ051.5

A

0254-6094(2016)03-0296-06

2015-04-17，

2016-05-16)