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换热器在线监测系统的设计与实现

换热器是实现化工生产中热量交换和传递不可缺少的设备。在化工生产设备中,换热器占很大比例,但由于换热器经长期运行可能发生故障,而无论是发生哪种故障,都会降低换热器的效率,影响系统的运行。目前,国内对换热器监测采用的方法很多,但大多都不是太完善,比如传热效率是通过介质的温差来人工判断,腐蚀情况主要是通过待换热器设备出现严重泄漏后对其介质产生了明显的影响才发现,而这将可能导致大面积介质污染,还可能对江、河流造成污染。另外,换热器设备所存在的问题经常造成生产系统非计划检修频繁,生产系统开、停工运行成本大幅增加,能源浪费严重。因此,研究新的检测手段来诊断换热器已经成为迫切的需要。针对这些情况,本文综合了短距离无线传输、传感器、轮询算法等技术的优势,设计了换热器在线监测系统,能够实时监测换热器设备在生产进程中的运行状况,在线分析换热器效率、可靠性及运行阻力,及时检测换热设备的故障,从而实现换热器的计划检测,大大节约了投资成本。本系统采用的技术路线是在换热器的冷、热管道的进、出口分别安装4个插入式数据采集装置,监控中心实时接收、计算、处理集成传感器上传的监测数据;通过曲线实时反映各管道数据变化;实时计算出换热器吸、放热量,并计算其换热效率;通过分析流体压力及进出口压降变化,结合换热器效率,换热器的热阻值变化,并基于经验确定换热器的清洗周期;通过查询数据库中记录的冷、热介质管道流量变化,通过流量损失的变化趋势,从而判断换热器是否已发生泄漏。经实验证明,本系统能满足换热器实时在线监测的需求,具有较高的可靠性。

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