專(zhuān)利名稱(chēng)：污垢熱阻實(shí)時(shí)在線監(jiān)測(cè)控制裝置和方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及工業(yè)循環(huán)水處理裝置和方法，特別涉及一種可實(shí)時(shí)在線監(jiān)測(cè)和控制加藥的污垢熱阻實(shí)時(shí)在線監(jiān)測(cè)控制裝置和方法。
背景技術(shù)：
循環(huán)冷卻水運(yùn)行過(guò)程中，會(huì)有各種物質(zhì)沉積在換熱器的傳熱管表面，主要有水垢、淤泥、腐蝕產(chǎn)物、生物沉積物，這些污垢在傳熱管表面的沉積會(huì)導(dǎo)致系統(tǒng)傳熱效率的下降，嚴(yán)重的還可能引起冷卻水系統(tǒng)停止運(yùn)行，從而引起生產(chǎn)系統(tǒng)的停產(chǎn)。為了有效控制循環(huán)水系統(tǒng)中污垢的產(chǎn)生，必須對(duì)污垢沉積情況進(jìn)行在線監(jiān)測(cè)，目前常用的沉積物在線監(jiān)測(cè)的方法有監(jiān)測(cè)換熱器法、電熱式污垢監(jiān)測(cè)儀法、壓力降法、鈣離子濃度法等。其中監(jiān)測(cè)換熱器法是在工業(yè)循環(huán)冷卻水現(xiàn)場(chǎng)使用較多的一種監(jiān)測(cè)儀器，它主要是通過(guò)在系統(tǒng)旁路上安裝一臺(tái)小型換熱器，測(cè)量冷卻水系統(tǒng)中運(yùn)行時(shí)的污垢熱阻值，因?yàn)槲酃笩嶙枧c傳熱系數(shù)成倒數(shù)關(guān)系，而與沉積物的多少成正比關(guān)系，從而可以預(yù)測(cè)或判斷換熱器內(nèi)沉積物沉積的程度。但是監(jiān)測(cè)換熱器法僅能在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的污垢熱阻值，不能實(shí)現(xiàn)自動(dòng)控制相應(yīng)的加藥裝置，對(duì)污垢沉積的控制能力不強(qiáng)，只能停留在手動(dòng)階段。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是克服上述現(xiàn)有技術(shù)的缺陷，提供一種可以實(shí)現(xiàn)對(duì)加藥設(shè)備自動(dòng)控制的污垢熱阻實(shí)時(shí)在線監(jiān)測(cè)控制裝置和方法。
本發(fā)明的目的是通過(guò)以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)的
一種污垢熱阻實(shí)時(shí)在線監(jiān)測(cè)控制裝置，包括污垢熱阻信號(hào)采集組件、可編程控制器、加藥組件，該污垢熱阻信號(hào)采集組件采集污垢熱阻信號(hào)傳遞給該可編程控制器，該可編程控制器根據(jù)該污垢熱阻信號(hào)控制該加藥組件運(yùn)轉(zhuǎn)。
其中，該污垢熱阻信號(hào)采集組件包括一個(gè)監(jiān)測(cè)換熱器、至少一個(gè)安裝在監(jiān)測(cè)換熱器上的溫度探頭、一個(gè)與該溫度探頭相連的擴(kuò)展模塊，該擴(kuò)展模塊與該可編程控制器相連。
其中，該可編程控制器包括一個(gè)計(jì)算裝置，其根據(jù)從該擴(kuò)展模塊傳來(lái)的信號(hào)計(jì)算出多個(gè)污垢熱阻值，然后計(jì)算出這些污垢熱阻值的平均值；一個(gè)控制裝置，其根據(jù)上述污垢熱阻值的平均值控制該加藥組件運(yùn)行。
其中，該加藥組件包括一個(gè)與該可編程控制器相連的繼電器、一個(gè)與該繼電器相連的加藥泵。
其中，該計(jì)算裝置計(jì)算出五個(gè)污垢熱阻值。
另外，該控制裝置還將該污垢熱阻值的平均值傳送到顯示設(shè)備，并且保存該平均值。
本發(fā)明的技術(shù)方案還包括一種使用所述污垢熱阻實(shí)時(shí)在線監(jiān)測(cè)控制裝置的污垢熱阻實(shí)時(shí)在線監(jiān)測(cè)控制方法，包括如下步驟步驟一，利用所述溫度探頭、擴(kuò)展模塊采集現(xiàn)場(chǎng)數(shù)據(jù)；步驟二，使用所述計(jì)算裝置根據(jù)采集的現(xiàn)場(chǎng)數(shù)據(jù)計(jì)算污垢熱阻值；步驟三，判斷是否已經(jīng)計(jì)算了預(yù)定數(shù)目的污垢熱阻值，如果是進(jìn)行步驟四，否則進(jìn)行步驟一和步驟二；步驟四，利用所述計(jì)算裝置將所得污垢熱阻值去除極值求得平均值；步驟五，利用所述控制裝置判斷所述平均值是否大于設(shè)定的上限，如果是則進(jìn)行步驟七，否則進(jìn)行步驟六；步驟六，利用所述控制裝置判斷所述平均值是否小于設(shè)定的下限，如果是，則進(jìn)行步驟八；步驟七，利用所述控制裝置通過(guò)所述繼電器打開(kāi)該加藥泵；
步驟八，利用所述控制裝置通過(guò)該繼電器關(guān)閉該加藥泵；其中，在步驟三中計(jì)算五個(gè)污垢熱則值。
該方法還包括將該平均值送顯示，并且保存該平均值的步驟，該步驟在步驟六的判斷條件為假時(shí)進(jìn)行，或者在步驟七或步驟八完成后進(jìn)行。
本發(fā)明的積極進(jìn)步效果在于能長(zhǎng)時(shí)間對(duì)循環(huán)水系統(tǒng)中的污垢熱阻進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)和自動(dòng)控制，具有高穩(wěn)定性、高精確性的優(yōu)點(diǎn)。


圖1為本發(fā)明第一實(shí)施例的結(jié)構(gòu)示意圖。
圖2為本發(fā)明第三實(shí)施例的工作流程圖。
具體實(shí)施例方式
下面結(jié)合附圖給出本發(fā)明較佳實(shí)施例，以詳細(xì)說(shuō)明本發(fā)明的技術(shù)方案。
第一實(shí)施例如圖1所示，一種污垢熱阻實(shí)時(shí)在線監(jiān)測(cè)控制裝置，包括污垢熱阻信號(hào)采集組件1、可編程控制器2、加藥組件3，該污垢熱阻信號(hào)采集組件1采集污垢熱阻信號(hào)傳遞給該可編程控制器2，該可編程控制器2根據(jù)該污垢熱阻信號(hào)控制該加藥組件3運(yùn)轉(zhuǎn)。
其中，污垢熱阻信號(hào)采集組件1包括一個(gè)監(jiān)測(cè)換熱器11，其安裝在循環(huán)水系統(tǒng)中的旁路中；三個(gè)安裝在該監(jiān)測(cè)換熱器11上的溫度探頭12，采集冷卻水進(jìn)出口的溫度、蒸汽溫度，其輸出端接擴(kuò)展模塊13信號(hào)輸入端，擴(kuò)展模塊13將電阻信號(hào)轉(zhuǎn)化為數(shù)字信號(hào)，其信號(hào)輸出端連接該可編程控制器2信號(hào)輸入端。
該可編程控制器2包括一個(gè)計(jì)算裝置21和一個(gè)控制裝置22，該計(jì)算裝置21根據(jù)從該擴(kuò)展模塊13傳來(lái)的信號(hào)計(jì)算出五個(gè)污垢熱阻值，然后計(jì)算出這些污垢熱阻值的平均值，該控制裝置22根據(jù)上述污垢熱阻速率值的平均值控制該加藥組件3運(yùn)行，并且將該污垢熱阻值的平均值傳送到一個(gè)現(xiàn)有的計(jì)算機(jī)4上顯示，該計(jì)算機(jī)4運(yùn)用最新的值覆蓋原先的數(shù)值，并且保存該平均值。
該加藥組件3包括一個(gè)與該可編程控制器2相連的繼電器31和一個(gè)與該繼電器31相連的加藥泵32，該繼電器31將數(shù)字信號(hào)轉(zhuǎn)換為220VAC電壓通斷信號(hào)，該繼電器信號(hào)31輸出端接該加藥泵32信號(hào)輸入端，控制其開(kāi)閉。該可編程控制器2的信號(hào)輸出端中，一個(gè)通過(guò)串口通信協(xié)議接現(xiàn)有的計(jì)算機(jī)5串行接口，一個(gè)接繼電器31信號(hào)接入端。
監(jiān)測(cè)換熱器可以選用市售JHQ-II型，所述計(jì)算機(jī)可以為工控機(jī)，可編程控制器可以選用三菱FXZN系列，所述擴(kuò)展模塊可選用三菱FXZN-4AD系列，測(cè)溫元件可以是Pt100熱電阻，脈沖泵可選用Milton-Roy P036，繼電器型號(hào)可選用OMRON MY4，串口連線型號(hào)可以選用CY-09。
第二實(shí)施例本實(shí)施例與上述第一實(shí)施例的不同在于在該監(jiān)測(cè)換熱器11上設(shè)有一個(gè)溫度探頭12(圖未示)。其余部分構(gòu)造均與第一實(shí)施例相同，不再贅述。
第三實(shí)施例如圖2所示，一種利用上述裝置進(jìn)行污垢熱阻實(shí)時(shí)在線監(jiān)測(cè)控制的方法該計(jì)算裝置21獲取由污垢熱阻信號(hào)采集組件獲取的數(shù)據(jù)(步驟10)，根據(jù)步驟10中獲取的數(shù)據(jù)計(jì)算污垢熱阻速率值(步驟20)，判斷是否已經(jīng)計(jì)算了五個(gè)污垢熱阻值(步驟30)，如果是則根據(jù)得到的污垢熱阻值計(jì)算，去除極值求平均值(步驟40)，如果否，則轉(zhuǎn)到步驟10繼續(xù)獲取數(shù)據(jù)并進(jìn)行步驟20計(jì)算污垢熱阻值，控制裝置22判斷所求得的平均值是否超過(guò)設(shè)置的上限值(步驟50)，如果超過(guò)，則啟動(dòng)該加藥泵(步驟55)，如果沒(méi)有超過(guò)上限值，則判斷是否低于設(shè)定的下限值(步驟60)，如果低于下限值，則關(guān)閉加藥泵(步驟65)，將該求得的平均值傳到所述計(jì)算機(jī)4進(jìn)行顯示(步驟70)，保存該平均值(步驟80)。
在完成上述過(guò)程后，該可編程控制器2重新載入初始化數(shù)據(jù)，然后重復(fù)上述步驟，繼續(xù)進(jìn)行監(jiān)測(cè)。
在上述各實(shí)施例中，污垢熱阻的計(jì)算方法是現(xiàn)有技術(shù)，計(jì)算過(guò)程如下當(dāng)系統(tǒng)冷卻設(shè)備運(yùn)轉(zhuǎn)到有一定沉積物時(shí)，冷熱流體進(jìn)出口溫差將發(fā)生變化，相應(yīng)的管內(nèi)表面?zhèn)鳠嵯禂?shù)值從K0變?yōu)镵t，傳熱系數(shù)計(jì)算公式為K0＝2G*Cp(t2-t1)/A[(T1-t2)+(T2-t1)]KJ/m2h℃式中G通過(guò)試管循環(huán)水的重量流率(Kg/h)Cp循環(huán)水在運(yùn)行情況下的定壓比熱(KJ/Kg℃)t1、t2循環(huán)水進(jìn)出換熱器的溫度(℃)A試管的有效傳熱面積(m2)T1、T2熱介質(zhì)進(jìn)出換熱器的溫度(℃)保持流量不變的狀態(tài)下，可以通過(guò)監(jiān)測(cè)溫度的方法來(lái)獲得傳熱系數(shù)，并由K值計(jì)算污垢熱阻Rt＝1/Kt-1/K0式中Rt換熱器在t時(shí)刻的污垢熱阻Kt換熱器在t時(shí)刻的傳熱系數(shù)K0換熱器運(yùn)行初期的傳熱系數(shù)
權(quán)利要求
1.一種污垢熱阻實(shí)時(shí)在線監(jiān)測(cè)控制裝置，其特征在于，該裝置包括污垢熱阻信號(hào)采集組件、可編程控制器、加藥組件，該污垢熱阻信號(hào)采集組件采集污垢熱阻信號(hào)傳遞給該可編程控制器，該可編程控制器根據(jù)該污垢熱阻信號(hào)控制該加藥組件運(yùn)轉(zhuǎn)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的污垢熱阻實(shí)時(shí)在線監(jiān)測(cè)控制裝置，其特征在于，該污垢熱阻信號(hào)采集組件包括一個(gè)監(jiān)測(cè)換熱器、至少一個(gè)安裝在監(jiān)測(cè)換熱器上的溫度探頭、一個(gè)與該溫度探頭相連的擴(kuò)展模塊，該擴(kuò)展模塊與該可編程控制器相連。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的污垢熱阻實(shí)時(shí)在線監(jiān)測(cè)控制裝置，其特征在于，該可編程控制器包括一個(gè)計(jì)算裝置，其根據(jù)從該擴(kuò)展模塊傳來(lái)的信號(hào)計(jì)算出多個(gè)污垢熱阻值，然后計(jì)算出這些污垢熱阻值的平均值；一個(gè)控制裝置，其根據(jù)上述污垢熱阻值的平均值控制該加藥組件運(yùn)行。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的污垢熱阻實(shí)時(shí)在線監(jiān)測(cè)控制裝置，其特征在于，該加藥組件包括一個(gè)與該可編程控制器相連的繼電器、一個(gè)與該繼電器相連的加藥泵。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的污垢熱阻實(shí)時(shí)在線監(jiān)測(cè)控制裝置，其特征在于，該計(jì)算裝置計(jì)算出五個(gè)污垢熱阻值。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的污垢熱阻實(shí)時(shí)在線監(jiān)測(cè)控制裝置，其特征在于，該控制裝置還將該污垢熱阻值的平均值傳送到顯示設(shè)備，并且保存該平均值。
7.一種使用如權(quán)利要求1所述污垢熱阻實(shí)時(shí)在線監(jiān)測(cè)控制裝置的污垢熱阻實(shí)時(shí)在線監(jiān)測(cè)控制方法，包括如下步驟步驟一，利用所述溫度探頭、擴(kuò)展模塊采集現(xiàn)場(chǎng)數(shù)據(jù)；步驟二，使用所述計(jì)算裝置根據(jù)采集的現(xiàn)場(chǎng)數(shù)據(jù)計(jì)算污垢熱阻值；步驟三，判斷是否已經(jīng)計(jì)算了預(yù)定數(shù)目的污垢熱阻值，如果是進(jìn)行步驟四，否則進(jìn)行步驟一和步驟二；步驟四，利用所述計(jì)算裝置將所得污垢熱阻值去除極值求得平均值；步驟五，利用所述控制裝置判斷所述平均值是否大于設(shè)定的上限，如果是則進(jìn)行步驟七，否則進(jìn)行步驟六；步驟六，利用所述控制裝置判斷所述平均值是否小于設(shè)定的下限，如果是，則進(jìn)行步驟八；步驟七，利用所述控制裝置通過(guò)所述繼電器打開(kāi)該加藥泵；步驟八，利用所述控制裝置通過(guò)該繼電器關(guān)閉該加藥泵。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的污垢熱阻實(shí)時(shí)在線監(jiān)測(cè)控制方法，其特征在于，在步驟三中計(jì)算五個(gè)污垢熱則值。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的污垢熱阻實(shí)時(shí)在線監(jiān)測(cè)控制方法，其特征在于，其還包括將該平均值送顯示，并且保存該平均值的步驟，該步驟在步驟六的判斷條件為假時(shí)進(jìn)行，或者在步驟七或步驟八完成后進(jìn)行。
全文摘要
本發(fā)明公開(kāi)了一種污垢熱阻實(shí)時(shí)在線監(jiān)測(cè)控制裝置，該裝置包括污垢熱阻信號(hào)采集組件、可編程控制器、加藥組件，該污垢熱阻信號(hào)采集組件采集污垢熱阻信號(hào)傳遞給該可編程控制器，該可編程控制器根據(jù)該污垢熱阻信號(hào)控制該加藥組件運(yùn)轉(zhuǎn)。本發(fā)明還公開(kāi)了一種使用所述污垢熱阻實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)控制裝置的污垢熱阻實(shí)時(shí)在線監(jiān)測(cè)控制方法，根據(jù)計(jì)算所得到的污垢熱阻值控制加藥泵。本發(fā)明能長(zhǎng)時(shí)間對(duì)循環(huán)水系統(tǒng)中的污垢熱阻進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)和自動(dòng)控制，具有高穩(wěn)定性、高精確性的優(yōu)點(diǎn)。
文檔編號(hào)C02F5/00GK1903746SQ200510028159
公開(kāi)日2007年1月31日 申請(qǐng)日期2005年7月27日 優(yōu)先權(quán)日2005年7月27日
發(fā)明者王煒 申請(qǐng)人:王煒, 上海洗霸科技有限公司