专利名称：一种循环冷却水结垢状况检测装置的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及监测装置、其加热装置和检测装置，具体应用于工业水运行系统 中腐蚀结垢状况的监测。
背景技术：
工业水处理水质稳定水质评价中结垢倾向评定现时大多采用实验室动态模拟试 验或在水处理现场采取旁路热交换器安装热交换管进行热阻系数的测量。保证测量数据准 确必需保证如下的控制条件1.水走管内，监测换热管的外壁表面不产生腐蚀；2.运行中 使蒸汽温度保持恒定；3.水的流速恒定，水的平均温度变化很小；4.试验管壁不腐蚀，管壁 厚度变化小。测量的原理是用稳定的饱和开口蒸汽加热，前提条件要求用转子流量计将试验管 内流速稳定在一个固定值。大多数情况下，现场条件人工调节达不到稳定的饱和开口蒸汽 和稳定的试验管内流速，从而影响监测数据的准确性。而且，水质稳定实验及旁路交换器需 占用现场场地，需人工维护调节，也花费较大。见ASTM(美国材料试验标准)D2776_79、化学工业出版社工业水处理技术第九 章、郑淳之等水处理剂和工业循环冷却水系统分析方法。
发明内容本实用新型所要解决的技术问题是提供一种循环冷却水结垢状况检测装置，他具 有通过在线监测探头加热装置将在线结垢试验监测探头固定在工业水中并在线加热，经过 在线加热后的在线结垢试验监测探头再通过监测探头污垢检测装置，进行结垢状态与非结 垢状态下蒸馏水储存器内温度的温升值及时间的记录，进行结垢状况检测，从而获得结垢 倾向评定的特点。为解决上述技术问题，本实用新型提供的一种循环冷却水结垢状况检测装置，其 特征在于，包括在线结垢试验监测探头、在线监测探头加热装置和监测探头污垢检测装置，所述在线结垢试验监测探头包括挂件螺帽、结垢试验监测挂件和密封垫，结垢试验监测挂件的中轴部分为杆状结构，结垢试验监测挂件的监测端位于杆状 结构的底部，呈以杆状结构为轴心的筒状结构，所述筒状结构设有内螺纹；所述挂件螺帽设 有外螺纹，挂件螺帽的高度小于所述结垢试验监测挂件杆状结构高度，挂件螺帽中轴部分 开有与结垢试验监测挂件杆状结构外径套合的通孔，挂件螺帽的底部外径与结垢试验监测 挂件筒状结构的内径吻合；结垢试验监测挂件通过其杆状结构套入所述密封垫后，从所述 挂件螺帽的底部穿过挂件螺帽的中孔，通过结垢试验监测挂件筒状结构上的内螺纹与挂件 螺帽底部的外螺纹连接，连接后的结垢试验监测挂件的杆状结构从挂件螺帽的顶部超出；所述在线监测探头加热装置包括被检测主体、主基座、挂件螺帽固定板、固定板 压定锅体、盖板、电源、安全保险装置、稳压装置和插入式电加热装置，所述主基座固定连接于所述被检测主体上，所述挂件螺帽固定板置于主基座内，与主基座之间用密封垫密封；所述挂件螺帽固定板上开设有两个螺纹孔，所述挂件螺帽固 定板上的螺纹孔能够与所述在线结垢试验监测探头的挂件螺帽螺纹连接；所述被监测主体 上，相应于挂件螺帽固定板的螺纹孔下方开设有两个通孔，所述通孔的孔径略大于在线结 垢试验监测探头结垢试验监测挂件的筒状结构的外径；所述固定板压定锅体置于所述挂件 螺帽固定板上；所述电源、安全保险装置、稳压装置和插入式电加热装置顺序连接，安全保 险装置和稳压装置被设置于所述盖板中，所述插入式电加热装置设置于所述固定板压定锅 体中，盖板及挂件螺帽固定板通过螺栓与螺母配合紧固连接到主基座上； 所述监测探头污垢检测装置包括蒸汽发生器、开口蒸汽输送管、开口蒸汽冷凝 器、蒸馏水储存器、测温探头和测温计时装置，所述蒸汽发生器与所述开口蒸汽输送管及开口蒸汽冷凝器顺序连接；所述蒸馏水 储存器设有带螺纹的与所述在线结垢试验监测探头的挂件螺帽相配合的连接口 ；所述开口 蒸汽输送管开设有带螺纹的与所述在线结垢试验监测探头的挂件螺帽相配合的连接口 ；所 述测温探头设置于所述蒸馏水储存器中；所述测温计时装置与所述测温探头连接。更加优选的技术方案为，所述开口蒸汽冷凝器的冷凝水输出端与蒸汽发生器的输 入端连接。本实用新型的优点在于1.本实用新型提供的一种循环冷却水结垢状况检测装置，公开了一种新的在线结 垢试验监测探头，他具有将结垢试验监测挂件与挂件螺帽组合构成，组合后的结垢试验监 测挂件的杆状结构有部分超出挂件螺帽，该超出的杆状结构为在线结垢试验监测探头的受 热端；还公开了一种新的在线监测探头加热装置，对该在线结垢试验监测探头进行在线加 热；本实用新型还提供了一种新的监测探头污垢检测装置，对经过在线监测探头加热装置 加热后的该在线结垢试验监测探头进行结垢状况检测在线结垢试验监测探头通过其挂架螺帽外螺纹，与在线监测探头加热装置固定， 通过结垢试验监测挂件的杆状结构超出挂件螺帽的部分插入插入式电加热装置受热，其监 测端处于工业水中与工业水发生热交换产生污垢附着；经过在线加热污垢附着后的在线 结垢试验监测探头，被监测探头污垢检测装置通过在线结垢试验监测探头的挂件螺帽将在 现场取回的在线结垢试验监测探头固定，使在线结垢试验监测探头的监测端处于蒸馏水储 存器中，使在线结垢试验监测探头的杆状结构处于开口蒸汽输送管内，通过蒸汽发生器产 生的恒温开口蒸汽加热，蒸汽发生器发出的开口蒸汽通过输送管加热在线结垢试验监测探 头；在线结垢试验监测探头传热给附着在试验表面的污垢后加热蒸馏水储存器中蒸馏水， 记录蒸馏水储存器中蒸馏水的温升与加热时的时间来进行结垢状况检测；然后，以同一试 验时间下结垢状态与非结垢状态下蒸馏水储存器内温度的温升值相除所得值及结垢状态 与非结垢状态下蒸馏水储存器内温度升至同一温度所需的时间来考察水质结垢倾向程度， 从而使得工业循环水系统在不停产情况下较方便地在线监测系统结垢状态，免除安装监测 旁路系统的繁锁及现场管理的不便，使结垢监测工作简捷易行并使监测结果更符合现场工 艺实际。2.本监测法使得工业循环水系统管道、热交换器及在线容器在不停产情况下较方 便地在线监测结垢状态。免除了现场蒸汽及流量的人工调节，监测探头反应的结垢状态更 直观，结垢监测数据更具体。
4[0018]3.将开口蒸汽冷凝器的冷凝水输出端与蒸汽发生器的输入端连接，能够有效利用 现有资源。本实用新型所提供的循环冷却水结垢状况检测装置，能够对工业水进行在线监 测，并将现场监测后的在线结垢试验监测探头通过监测探头污垢检测装置进行结垢状况检 测，从而使得工业循环水系统在不停产情况下较方便地在线监测系统结垢状态，免除安装 监测旁路系统的繁锁及现场管理的不便，使结垢监测工作简捷易行并使监测结果更符合现 场工艺实际，其结构简单、制作方便、易于安装和操作、成本低、使用效果好。
以下结合附图和具体实施方式
对本实用新型的技术方案作进一步具体说明。
图1为本实用新型提供的在线结垢试验监测探头的挂件螺帽结构示意图。图2为本实用新型提供的在线结垢试验监测探头的结垢试验监测挂件结构示意 图。图3为组装好的本实用新型提供的在线结垢试验监测探头整体结构示意图。图4为本实用新型提供的在线监测探头加热装置与在线结垢试验监测探头安装 好的在线状态示意图。图5为本实用新型提供的在线监测探头污垢检测装置的蒸馏水存储器结构示意 图。图6为本实用新型提供的在线监测探头污垢检测装置的开口蒸汽输送管与结垢 试验监测探头的挂件螺帽接口剖视图。图7为本实用新型提供的在线监测探头污垢检测装置的开口蒸汽输送管与结垢 试验监测探头的挂件螺帽接口俯视图。图8为开口蒸汽输送管与在线结垢试验监测探头及蒸馏水存储器三者间的装配 示意图。图9为本实用新型提供的监测探头污垢检测装置整体结构示意图。其中，1-挂件螺帽，2-结垢试验监测挂件，3-密封垫，4-被监测主体，5-密封垫， 6-挂件螺帽固定板，7-主基座，8-固定板压定锅体，9-盖板，10-安全保险装置，11-稳压装 置，12-螺栓，13-螺母，14-密封垫，15-插入式电加热装置，16-密封垫，17-测温计时装置， 18-蒸馏水存储器，19-开口蒸汽输送管，20-阀门，21-蒸汽发生器，22-测温探头，23-开口 蒸汽冷凝器。
具体实施方式
本实用新型提供的一种循环冷却水结垢状况检测装置，包括结垢试验在线监测探 头、现场在线监测探头加热装置和在线监测探头污垢检测装置，如图4所示通过采用现场 在线监测探头加热装置，将结垢试验在线监测探头在被监测的工业水中固定并对其在线加 热，之后再采用图3所示的在线监测探头污垢检测装置对从现场取回的结垢试验在线监测 探头进行结垢状况检测。首先，对本实用新型的各组成部件进行说明一、如图3组装好的本实用新型提供的在线结垢试验监测探头整体结构示意图所示，本实用新型的结垢试验监测挂件探头由挂件螺帽1、密封垫3、结垢试验监测挂件2组 成结垢试验监测挂件2的结构为中轴部分为杆状结构，结垢试验监测挂件2的监测 端位于杆状结构的底部，呈以杆状结构为轴心的筒状结构，该筒状结构带内螺纹；挂件螺帽1设有外螺纹，挂件螺帽1的高度小于结垢试验监测挂件2的杆状结构 高度，挂件螺帽1的中轴部分开有与结垢试验监测挂件2的杆状结构外径套合的通孔，挂件 螺帽1的底部外径与结垢试验监测挂件2的筒状结构的内径吻合；结垢试验监测挂件2通过其杆状结构从挂件螺帽1的底部穿过挂件螺帽1的中 孔，通过结垢试验监测挂件筒状结构上的内螺纹与挂件螺帽1底部的外螺纹连接，结垢试 验监测挂件2套入密封垫3后与挂件螺帽1螺纹连接，对于密封垫3的选择，优选的采用石 棉垫。连接后，结垢试验监测挂件2的杆状结构从挂件螺帽的顶部超出，此时即完成了本实 用新型所提供的在线结垢试验监测探头的组装。二、参照图4可知，本实用新型所提供的现场在线监测探头加热装置由被检测主 体4、主基座7、挂件螺帽固定板6、固定板压定锅体8、盖板9、电源、安全保险装置10、稳压 装置11和插入式电加热装置15组成挂件螺帽固定板6上开设两个与在线结垢试验监测探头的挂件螺帽相配合的螺 纹孔；将主基座7固定连接在被检测主体4上，挂件螺帽固定板6置于主基座7内，与主基 座7之间用密封垫5密封；在被监测主体4上，相应于挂件螺帽固定板6的螺纹孔下方开设 有两个通孔，通孔的孔径略大于在线结垢试验监测探头的结垢试验监测挂件的筒状结构的 外径；固定板压定锅体8置于挂件螺帽固定板6上；安全保险装置10和稳压装置11设置于 盖板9中，将电源与安全保险装置10、稳压装置11和插入式电加热装置15顺序连接，插入 式电加热装置15开设有能够被在线结垢试验监测探头的结垢试验监测挂件的杆状结构插 入的插槽，插入式电加热装置设置于所述固定板压定锅体中，盖板9、挂件螺帽固定板6通 过螺栓12与螺母13配合紧固连接到主基座7上。12-螺栓，13-螺母，14-密封垫，16-密封垫，17-测温计时装置，18-蒸馏水存储 器，19-开口蒸汽输送管，20-阀门，21-蒸汽发生器，22-测温探头，23-开口蒸汽冷凝器。三、参照图9所示的本实用新型提供的监测探头污垢检测装置整体结构示意图可 知，监测探头污垢检测装置由蒸汽发生器21、开口蒸汽输送管19、开口蒸汽冷凝器23、蒸馏 水储存器18、测温探头22和测温计时装置17组成如图5所示的蒸馏水存储器结构示意图，所述蒸馏水储存器18设有带螺纹的连接 口，该连接口能够与在线结垢试验监测探头的挂件螺帽1配合连接，如图8、9所示，测温探 头22设置于所述蒸馏水储存器18中；如图6所示的开口蒸汽输送管剖视图、图7所示的开 口蒸汽输送管俯视图，开口蒸汽输送管19也开设有带螺纹的与在线结垢试验监测探头的 挂件螺帽相配合的连接口；参照图8所示的开口蒸汽输送管与在线结垢试验监测探头及蒸馏水存储器三者 间的装配示意图，当在线结垢试验监测探头从现场取回后，将在线结垢试验监测探头结垢 试验监测挂件2的监测端从蒸馏水存储器的连接口处伸入蒸馏水储存器中，通过挂件螺帽 1与蒸馏水存储器连接口螺纹连接，并将在线结垢试验监测探头的结垢试验监测挂件2的 杆状结构通过开口蒸汽输送管19的连接口伸入开口蒸汽输送管19中，通过挂件螺帽1与
6开口蒸汽输送管连接口螺纹连接。将蒸汽发生器21与开口蒸汽输送管19及开口蒸汽冷凝器23顺序连接，优选的， 将开口蒸汽冷凝器23的冷凝水输出端与蒸汽发生器21的输入端连接。将测温计时装置17 与所述测温探头22连接，蒸汽发生器21发出的开口蒸汽由开口蒸汽输送管19送给装上经 现场运行后的在线结垢试验监测探头的蒸馏水储存器18，给附着了污垢的结垢试验监测挂 件2加热后，经开口蒸汽冷凝器23冷却后回到蒸汽发生器21。测温计时装置17检测蒸馏 水储存器18中的蒸馏水温度变化并同步记录测定时的时间。接下来，对本实用新型的现场安装及使用方式进行逐步说明(1)水处理工艺现场停产检修时采用焊接方式将主基座7固定在被检测主体4的 表体上。将密封垫圈5置于主基座7的内板底上，将在线结垢试验监测探头(此时的探头仅 作密封用)套上密封圈16后由结垢试验监测挂件2的监测端朝下顺序穿过挂件螺帽固定板 6上的螺纹孔通过其挂件螺帽1与挂件螺帽固定板6上的螺纹孔连接固定；挂件螺帽固定 板6置于主基座7内；再将固定板压定锅体8置于挂件螺帽固定板6上，压好挂件螺帽固定 板6，用螺栓12与螺母13配合将固定板压定锅体8紧固到主基座7上；盖上盖板9，并通过 螺栓12与螺母13配合将盖板9紧固到主基座7上。(2)将实验用在线结垢试验监测探头的结垢试验监测挂件2的试验表面冷抛光处理。(3)待水处理工艺现场运行后打开盖板9，利用专利申请号为200920087791. 0的 在线监测探头装启装置装入实验用结垢试验监测探头。只是在利用该在线监测探头装启装 置前，对该装启装置中的装启螺杆的底部结构进行改进将该装启装置中的装启螺杆的底 部实体变为管状体，使其底部中轴位置具有套入本监测探头杆状结构的腔体，其他结构不 变。通过结垢试验监测挂件的杆状结构超出挂件螺帽的部分插上插入式电加热装置，连接 好其电源线；盖上并固定好盖板9。(4)合上电源为在线结垢试验监测探头加热，让在线结垢试验监测探头的监测端 与工业水发生热交换以附着污垢。待在线结垢试验监测探头在现场运行状态下监测一段时 间后关闭加热电源，打开盖板9，拔下插入式电加热装置；用在线监测探头装启装置将在线 结垢试验监测探头取出，并浸泡在现场工业水中，马上送监测探头污垢检测装置进行结垢 状况检测。对于在线结垢试验监测探头中结垢试验监测挂件2结垢状况的检测步骤为a将蒸馏水储存器18的连接口向上装入一定量的蒸馏水，将现场取回的在线结垢 试验监测探头套上密封圈轻轻旋入蒸馏水储存器18连接口处，保证结垢试验监测挂件的 监测端位于蒸馏水存储器18中，紧固后连接口朝下。b将开口蒸汽输送管19的连接口与蒸馏水储存器18上的在线结垢试验监测探头 螺纹相接，使在线结垢试验监测探头的结垢试验监测挂件2的杆状结构处于开口蒸汽输送 管19中，连接好测温探头22与测温计时装置23的连线，调节并稳定试验现场环境温度。c启动开口蒸汽发生器21，等待开口蒸汽达当地开口蒸汽温度并稳定。d当开口蒸汽达当地开口蒸汽温度并稳定后，在输送给蒸馏水储存器18的同时开 启温度与时间的测量，当蒸馏水储存器18内温度达到设定试验值时停止输送加热开口蒸 汽，获取温升过程的试验数据，以时间为横坐标，温升为纵坐标作曲线。[0054]e将开口蒸汽输送管19从蒸馏水储存器18上取下，取下蒸馏水储存器18上的结 垢监测探头，将在线结垢试验监测探头18上结垢试验监测挂件2的结垢介面轻轻打磨或相 应的污垢清洗液浸泡，处理掉结垢层。f将处理掉结垢层后的在线结垢试验监测探头重新装备在蒸馏水储存器18上，重 复b-g的过程，获取无垢状态下的温升过程数据和曲线。此处温升与升至某一温度所需时 间是与结垢状况直接相关的，作出判断依水处理现场系统工艺要求确定，试验挂件在工艺 现场在线污垢附着的试验时间不同，现场水质的不同，污垢附着量是不同的，由此，探头污 垢检测装置所测温升曲线是不同的，本专业普通技术人员应能了解分析其不同的含义。g以同一试验时间下结垢状态与非结垢状态下蒸馏水储存器内温度的温升值相除 所得值及结垢状态与非结垢状态下蒸馏水储存器内温度升至同一温度所需的时间来考察 水质结垢倾向程度。最后所应说明的是，以上具体实施方式
仅用以说明本实用新型的技术方案而非限 制，尽管参照较佳实施例对本实用新型进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解， 可以对本实用新型的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本实用新型技术方案的精 神和范围，其均应涵盖在本实用新型的权利要求范围当中。
权利要求一种循环冷却水结垢状况检测装置，其特征在于，包括在线结垢试验监测探头、在线监测探头加热装置和监测探头污垢检测装置，所述在线结垢试验监测探头包括挂件螺帽、结垢试验监测挂件和密封垫，结垢试验监测挂件的中轴部分为杆状结构，结垢试验监测挂件的监测端位于杆状结构的底部，呈以杆状结构为轴心的筒状结构，所述筒状结构设有内螺纹；所述挂件螺帽设有外螺纹，挂件螺帽的高度小于所述结垢试验监测挂件杆状结构高度，挂件螺帽中轴部分开有与结垢试验监测挂件杆状结构外径套合的通孔，挂件螺帽的底部外径与结垢试验监测挂件筒状结构的内径吻合；结垢试验监测挂件通过其杆状结构套入所述密封垫后，从所述挂件螺帽的底部穿过挂件螺帽的中孔，通过结垢试验监测挂件筒状结构上的内螺纹与挂件螺帽底部的外螺纹连接，连接后的结垢试验监测挂件的杆状结构从挂件螺帽的顶部超出；所述在线监测探头加热装置包括被检测主体、主基座、挂件螺帽固定板、固定板压定锅体、盖板、电源、安全保险装置、稳压装置和插入式电加热装置，所述主基座固定连接于所述被检测主体上，所述挂件螺帽固定板置于主基座内，与主基座之间用密封垫密封；所述挂件螺帽固定板上开设有两个螺纹孔，所述挂件螺帽固定板上的螺纹孔能够与所述在线结垢试验监测探头的挂件螺帽螺纹连接；所述被监测主体上，相应于挂件螺帽固定板的螺纹孔下方开设有两个通孔，所述通孔的孔径略大于在线结垢试验监测探头结垢试验监测挂件的筒状结构的外径；所述固定板压定锅体置于所述挂件螺帽固定板上；所述电源、安全保险装置、稳压装置和插入式电加热装置顺序连接，安全保险装置和稳压装置被设置于所述盖板中，所述插入式电加热装置设置于所述固定板压定锅体中，盖板及挂件螺帽固定板通过螺栓与螺母配合紧固连接到主基座上；所述监测探头污垢检测装置包括蒸汽发生器、开口蒸汽输送管、开口蒸汽冷凝器、蒸馏水储存器、测温探头和测温计时装置，所述蒸汽发生器与所述开口蒸汽输送管及开口蒸汽冷凝器顺序连接；所述蒸馏水储存器设有带螺纹的与所述在线结垢试验监测探头的挂件螺帽相配合的连接口；所述开口蒸汽输送管开设有带螺纹的与所述在线结垢试验监测探头的挂件螺帽相配合的连接口；所述测温探头设置于所述蒸馏水储存器中；所述测温计时装置与所述测温探头连接。
2.如权利要求1所述的一种监测探头污垢检测装置，其特征在于，所述开口蒸汽冷凝 器的冷凝水输出端与蒸汽发生器的输入端连接。
专利摘要本实用新型涉及监测装置、其加热装置和检测装置，公开了一种循环冷却水结垢状况检测装置，包括在线结垢试验监测探头、在线监测探头加热装置和监测探头污垢检测装置，通过在线监测探头加热装置将在线结垢试验监测探头固定在工业水中并在线加热，经过在线加热后的在线结垢试验监测探头，再通过监测探头污垢检测装置进行结垢状况检测。本实用新型能够对工业水进行在线监测，并将现场监测后的在线结垢试验监测探头通过监测探头污垢检测装置进行结垢状况检测，从而使得工业循环水系统在不停产情况下较方便地在线监测系统结垢状态，免除安装监测旁路系统的繁锁及现场管理的不便，使结垢监测工作简捷易行并使监测结果更符合现场工艺实际，使用效果好。
文档编号G01N25/00GK201740749SQ20102022116
公开日2011年2月9日 申请日期2010年6月10日 优先权日2010年6月10日
发明者魏建华 申请人:武汉钢铁(集团)公司