基于温压信号的换热器结垢性能监测-供热、供燃气、通风及空调工程专业论文.docxVIP

Classified Index: TU111.3 U.D.C: 697 Dissertation for the Master Degree in Engineering FOULING PERFORMANCE MONITORING BASED ON THE TEMPERATURE AND PRESSURE SIGNALS OF HEAT EXCHANGER Candidate： Lin Chunguang Supervisor： Prof. Liu mingsheng Academic Degree Applied for： Master of Engineering Speciality： Heating, Gas supplying, Ventilation Air Conditioning Engineering Affiliation： School of Municipal Environmental Engineering Date of Defence： July, 2012 Degree-Conferring-Institution： Harbin Institute of Technology 哈尔滨工业大学工学硕士学位论文 哈尔滨工业大学工学硕士学位论文 I I 摘 要 换热设备是能源应用系统中的重要组成部分，而结垢是换热设备普遍存在的 现象。结垢不仅导致换热器的传热性能退化，也影响了换热器的流动阻力性能， 带来了严重的能耗损失。而如果可以较小的代价实现对结垢现象及结垢程度的诊 断，以提醒设备用户进行除垢及设备更新，那就可以实现换热设备的有效利用。 温度、压力是换热器的常规监测参数，投资少、精度高，而且易于实施，本文致 力于研发出一种仅以温度、压力参数（不监测流量）就能够实现换热器是否结垢， 以及结垢严重程度的在线监测诊断技术。 本文讨论了换热器污垢及其引起的性能变化的外在表现及表征方法，分析了 污垢对传热系数及流动阻力的影响特性与规律，特别探讨针对仅有温度和压力数 据条件下，换热器污垢程度的可能实施的表征方法。并提出了基于温压信号的温 差比较法和压降比较法，用以实现换热器的结垢性能监测。 基于温压信号的换热器结垢性能监测的温差比较法，该方法依据相同的换热 器压差条件下，比较清洁工况（即无垢工况）和实际工况下的流体进出口温差的 差别程度来监测污垢情况。本文详细介绍了温差比较法的具体监测算法和实施方 案，并且为了提高监测的准确度，对温差比较法的各监测参数进行了敏感性分析 和误差分析，给出了实际应用时监测仪表的精度要求和数据处理方法。 基于温压信号的换热器结垢性能监测的压降比较法，该方法依据相同的换热 器进出口温度条件下，比较清洁工况和实际工况下的流体进出口压降的差别程度 来监测污垢情况。本文介绍了压差比较法的具体监测算法和实施方案，并对压降 比较法的各监测参数进行了误差分析。 为验证温差比较法和压降比较法的可行性，本文对某工程项目中的蒸汽-水板 式换热器进行了实验测试，并进行数据分析，结果表明温差比较法和压降比较法 切实可行，诊断的结果可信。这为温差比较法与压降比较法的进一步工程应用及 推广奠定了基础。 本文提出的基于温压信号的温差比较法和压降比较法无需监测换热器的流 量，具有投资少、精度高、实施简单、可靠性高的特点，也适用于其它形式的换 热器。同时本文也将为换热设备的污垢监测提供新的技术发展思路，并为温差比 较法与压降比较法的工程应用提供理论支撑。 关键词：换热器；性能监测；温压信号；温差；压降 II II Abstract The heat exchange device in which scaling exists generally plays an important role in energy application system. Fouling could not only lead to the degradation of heat transfer performance of heat exchanger, but also affect the flow performance of heat exchanger which result in serious energy loss. In order to utilize heat exchanger effectively and remove the dirt and upgrade the device timely, a method, which involves less investment and high precision and is also easy to implement, to achi