[发明专利]基于电导滴定的污垢特性参数检测方法及动静态联合模拟多功能实验系统

说明书

技术领域

本发明主要涉及动力工程及工程热物理、自动检测技术和应用化学 等领域的基础理论。具体说涉及一种可在线、实时、准确测定碳酸钙成 垢诱导期、垢厚及垢量的模拟实验检测装置，特别涉及基于电导滴定的 污垢特性参数检测方法及动静态联合模拟多功能实验系统。

背景技术

近十年来污垢监测技术取得了显著的进展，诸如光纤、红外线、超 声波以及人工智能等新型技术不断应用于污垢的监测研究中。但这些技 术和装置或仅仅局限于试验室和一些特殊对象，或有待于进一步研究其 机理和完善其方法，而真正能够实现在线监测的还为数不多。中国专利 申请号200510088762.2公布了“管侧对流换热强化技术动态模拟综合评 价方法及装置”，它主要由管式模拟换热器、循环水冷却装置、补水箱、 集水槽、水泵、恒温调节器、耐垢性强的流量测量装置、胶球模拟清洗 装置以及计算机监测评价系统等部分组成。该装置虽然能够针对管侧对 流换热强化技术的换热效果、流动阻力、污垢特性、清洗特性等四种性 能进行实时在线检测，但不能精准测定碳酸钙析晶垢及颗粒垢的诱导期， 也无法测定垢层厚度等参数。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术存在的问题，提供一种基于电导滴 定的污垢特性参数检测方法及动静态联合模拟多功能实验系统，可精准 控制水溶液中钙离子或碳酸根离子浓度，进而能够控制碳酸钙析晶垢形 成时间，便于准确测定析晶垢诱导期，利用水平电极对间和垂直电极对 间交流阻抗的在线连续比较，也可准确测定同条件下的颗粒垢诱导期； 动态条件下测量污垢热阻可获得与实际运行工况最为逼真的污垢热阻 值；在检测诱导期的同时，还可同期测定垢量、垢层厚度。

为达到上述目的，本发明采用的技术方案是：

一种基于电导滴定的污垢特性参数动静态联合模拟多功能实验系 统，主要是由管式模拟换热器、滴定装置、具有上下水箱的工质循环系 统、冷却系统、在线检测程序构成，分别在管式模拟换热器的两根测试 管中间段装有四瓣弧形管污垢特性参数检测传感器，在所述的两根测试 管外壁上，分别布置三只温度传感器VI-I，VI-III，VI-V和VI-II，VI- IV，VI-VI；在两根测试管的出、入口处，分别布置两只工质流体温度传 感器V-I，V-III和V-II，V-IV；在管式模拟换热器的水浴中，布置 有两只温度传感器X-I，X-II；在所述的上位水箱中，布置有一对电 导电极；上述这些温度传感器V-I，V-II，V-III，V-IV，VI-I，VI -II，VI-III，VI-IV，VI-V，VI-VI，X-I，X-II和电导电极分别与模 拟量采集卡通过数据线相连；模拟量采集卡通过数据线和工控机相连， 构成所述的动静态联合模拟多功能实验系统中在线检测系统的硬件部 分；软件部分是由Delphi语言编写的在线检测程序构成。

上述的一种基于电导滴定的污垢特性参数动静态联合模拟多功能实 验系统，所述的两根测试管的一端分别与工质循环系统的上位水箱底相 连，另一端分别与工质循环系统中的下位水箱相连；工质循环系统中下 位水箱中的工质冷却器经管线及其上的循环泵与冷却系统中的空冷散热 器底部相连，空冷散热器顶部的出口管经冷却水箱与工质循环系统中下 位水箱中的工质冷却器相连；工质循环系统中的下位水箱通过管线及其 上的循环泵与上位水箱顶部相连；上位水箱设有的溢流管与下位水箱相 连；所述的滴定装置中的储液罐通过管线及其上的蠕动泵与工质循环系 统中的上位水箱相连。

上述的一种基于电导滴定的污垢特性参数动静态联合模拟多功能实 验系统，其所述的管式模拟换热器是一个具有两根测试管、上盖可移开 的长方体水槽，水槽下部安装了若干个平行电加热棒，以加热槽内的水 浴，使模拟换热器管内流体达到指定温度。两根测试管可方便拆装，且 测试管与水槽两端板开口处具有较好的密封性。据试验目的，两根管选 用同种类型或不同类型的管型及材质。

上述的一种基于电导滴定的污垢特性参数动静态联合模拟多功能实 验系统，其所述的滴定装置由储液罐和蠕动泵组成。实验运行时，蠕动 泵匀速旋转，将储液罐中一定浓度(14g/L)的nA₂CO₃溶液恒速滴加到 上位水箱，在搅拌子的匀速搅拌下，与指定浓度(1.4g/L)的CaCl₂溶液 混合。