申请日2000.07.17
公开(公告)日2001.07.04
IPC分类号G01N35/00
摘要
本实用新型提供一种可实时检测各种水处理技术阻垢效果的在线监测装置,置于电加热的除盐水浴池中的两根同样材料和尺寸的金属试验管,每根管与补水箱、集水槽、水泵、流量或压差测量元件构成各自的回路,补水箱设有溢流作用的竖管可将两补水箱调节为相同水位,每个进水管设有温度调节器控制的加热器以维持两管进口温度相同,实验管进、出口设有水温测量元件,试验管壁设有壁温测量元件,各温度、流量及进出口压差信号输入微型计算机,可以在线实时测量,算出污垢热阻,精度高,设备简单。
摘要附图
权利要求书
1、一种水处理技术阻垢效果的在线监测装置，包括换热器、置于换热 器内的实验管(2)、试验管进口和出口的水温度测量元件(4)和(17)、 补水箱(15)、集水槽(10)、间接测量流速的元件(9)和水泵(11)，其 特征在于：所说的换热器是具有电加热器(7)的热除盐水浴池(1)，其 中设有水温度测量元件(6)，所说的试验管(2)是两根同样材料且同样 尺寸的整根的金属管，每根试验管分别与补水箱(15)、集水槽(10)、水 泵(11)、间接测量流速的元件(9)构成各自单独的回路，在每根试验管 壁上设有至少一个管壁温度测量元件(3)，每个集水槽设有冷却水管(18)， 补水箱(15)中有一个高度可调的用于调整和保持水位的竖管(16)，在 两个试验管的回路上设有由温度调节器(8)控制的调节进口温度的加热 器(5)，各温度测量元件(4)、(17)、(3)、(6)间接测量流速的元件(9) 的输出端与微型计算机输入端相接。
2、根据权利要求1所述的装置，其特征在于：所说的补水箱(15)中 的调整并保持水位的竖管(16)是由两段或三段管组成，最下段管下端固 定在箱底，管下端通到箱外，上段管与下段管以足够长的螺纹连接。
3、根据权利要求1所述的装置，其特征在于：所说的热水浴池(1) 的上面设有内夹有保温层的盖(19)，在试验管进口和出口的位置，设有 便于夹紧和拆装的含有密封的压紧装置(5)，包括焊接在水浴池(1)的 端壁上的管座(26)、位于管座内并套在实验管(2)外的压套(27)、压 盖(28)、在压套端部与浴池壁之间有被压紧的盘根(29)。
4、根据权利要求1所述的装置，其特征在于：所说的间接测量流速的 元件(9)为串接在试验管进口或出口的流量计和并联在试验管进口和出 口的压差流量测量仪中的任一种。
说明书
水处理技术阻垢效果在线监测装置
本实用新型涉及冷却水动态模拟试验装置的改进，具体说是涉及可测量各 种水处理技术阻垢效果评价监测装置的改进。
化工部标准HG/T2160-91公布了一种试验装置，用常压饱和水或热水加 热的换热器。饱和水蒸气由电加热锅炉产生，使用过的水蒸汽经过冷凝管排往 大气。给水经过补充水槽进入给水池由水泵打入实验段。实验段是一个由螺纹 连接若干短管组成的单管换热器。主要测量参数有冷却水流量、进出口温度、 蒸气温度和管子尺寸。通过计算起始时的传热系数和结垢后的传热系数来计算 污垢热阻，同时采用称重法测量积垢量。该试验装置有蒸汽炉、冷凝器等。设 备较复杂，由于要对实验管称重，不能在线实时监测，而且误差较大。
本实用新型的任务是提供一种测量精度较高、设备更简单、能在线实时监 测水处理技术阻垢效果的监测评价装置。
本实用新型的任务是由下述技术方案来完成的。水处理技术阻垢效果在线 监测装置包括换热器、置于换热器内的试验管、试验管进口和出口水的温度测 量元件、补水箱、集水槽、间接测量流速的元件和水泵，所说的换热器是具有 电加热器的热水浴池，其中设有水温度测量元件，所说的试验管是两根同样材 料且同样尺寸的整根金属管，每根试验管与补水箱、集水槽、水泵、间接测量 流速的元件构成各自单独的回路，在每根试验管壁设有至少一个管壁温度测量 元件，每个集水槽设有冷却水管，每个补水箱中有一个高度可调的用于调整和 保持水位的竖管，在两个试验管的回路上设有由温度调节器8控制的进口温度 的加热器，各温度测量元件和间接测量流速的元件的信号输出端与微型计算机 的输入端相接。
补水箱中调整并保持水位的竖管由两或三段管组成，最下段管的下端固定 在箱底，下端通到箱外，上段管与下段管以足够长的螺纹连接。
测试时，先向热水浴池中注入除盐水，用电加热器将其加热到当地气压下 的饱和温度后，适当减小加热功率使其浴池温度在整个过程中维持在低于饱和 温度5-10℃不变。在某种水处理器需要接入补水箱至实验管之间时，为保证两 实验管流速相同，则应调节两个补水箱中竖管上段管的高度，以补偿水处理器 的流动压降。向两补水箱中加入药剂或一个加药剂、一个不加药、开启两个回 路的水泵令两个回路水循环，调节进口加热器使两个进口的温度相同，调节阀 门使两回路的流量相同或流动压降相同。
利用上述装置监测阻垢效果的原理如下：
设试验管内径为d
试验管有效长度为L
测得进口温度为Tfi
出口温度为Tfo
试验管壁温为Twf
出口与入口之间的流动压降为Δp
污垢热阻 Rt=(Twf-Ts)/q
式中：Re-雷诺数
Kf,α-常数，可根据雷诺数的范围选择
综上可知，只要测出一根试验管的Tfi、Tfo、Twf和Δp或试验管流量就可 以确定该管的污垢热阻Rf，根据流过经处理和未经处理的两试验管的污垢热阻 之差与未经处理水管的污垢热阻之比，便得出该水处理技术的阻垢率。
本实用新型的优点如下：
1、由于取消现有技术中的冷却塔、冷凝器和产生蒸汽的“锅炉”，所以本 实用新型设备相对简单。
2、由于不用取下试验管称重，只要测得进出口水温和试验管壁温度和进出 口的压差或管流量就可以确定相应的污垢热阻，所以可以进行在线实时 监测。
3、由于采用整根试验管，消除了现有技术中因几个短管的接头产生流动干 扰及联接件与试验管的导热性不同使试验管的流动长度与传热长度不一 而带来的误差，同时还克服了原定义式中容易把对流换热热阻的变化也 计入污垢热阻所带来的误差。同时由于采用除水质外其它条件均相同的 两根管进行对比试验可以消除其它诸因素的影响。因此本实用新型测量 精度比现有技术有所提高。
4、当需要对两种水处理技术或药剂配方对比试验时，可使两个管同时分别 流过其中一种处理的水质以提高检测效率。