一种基于温度和压力信号监测的换热器故障诊断系统与方法与流程

本发明涉及一种换热器运行故障在线诊断的系统与方法，本发明属于换热器运行故障诊断技术领域，特别涉及一种在不测量换热工质流量条件下进行换热器运行故障在线诊断的系统与方法。技术背景换热器在工业生产和国民生活中应用十分普遍，其高效可靠运行对这些行业的经济效益有着至关重要的影响。但是，换热器存在的污垢、堵塞、泄漏等故障是换热器实际运行中普遍存在并待解决的问题。据调查表明，90％以上的换热器都存在污垢、堵塞和泄漏问题。由于这些问题的存在，造成换热器传热系数降低，流动阻力增大，设备寿命减短，进而造成了一系列的经济问题。据工业发达国家统计，仅就换热器污垢一项，1992年英国和美国用于污垢的费用占国民生产总值的0.25％，英国新西兰和澳大利亚为0.1％，德国和日本为0.25％。由此可见，换热器存在的污垢、堵塞、泄漏等故障给国民生产生活造成的经济损失是巨大的。开发换热器故障诊断技术可以更好地保障换热器高效可靠运行，节约能源，节省费用。目前的换热器故障诊断技术普遍存在以下问题：(1)换热器的故障诊断技术需要监测换热器换热工质的运行流量。这导致了换热器故障诊断系统成本增加，而且由于流量测量精确度难以保证，造成故障诊断的可信度和准确性大大下降。(2)换热器的故障诊断技术立足于具体换热器的传热公式与阻力公式，缺乏普遍实用性。不同的换热器结构形式，例如板式换热器与壳管式换热器，不同换热工质条件下，换热器的传热系数规律与阻力特性是大不相同的。而且换热器的传热规律与阻力特性一般来源于实验或经验总结，准确性较差，也将造成故障诊断的可信度和准确性大大下降。特别是大多数换热器是无法提供其传热系数和阻力特性公式的。

技术实现要素：
本发明的目的是提供一种基于温度和压力信号监测的换热器故障诊断系统和方法，以解决现有换热器故障诊断技术存在需要测量换热工质流量，或者依靠换热器换热与阻力特性经验公式，致使故障诊断准确性差的问题。本发明为解决上述技术问题采取的技术方案是：技术方案一：一种基于温度和压力信号监测的换热器故障诊断系统，所述系统包括：在换热器的换热介质一进口管道上由近至远依次设置(由近至远，是以换热器为参照的)的第一温度传感器、第一压力传感器和第二压力传感器，在换热器的换热介质一出口管道上由近至远依次设置的第二温度传感器、第三压力传感器，在换热器的换热介质二进口管道上由近至远依次设置的第三温度传感器和第四压力传感器，在换热器的换热介质二出口管道上由近至远依次设置的第四温度传感器和第五压力传感器；四个温度传感器的温度信号输出端和五个压力传感器的压力信号输出端分别与故障诊断器相应信号接口一一对应连接；故障诊断器用于数据接收、储存、计算处理、显示和故障诊断报警。如图1。技术方案二：对技术方案一进一步限定：在第一压力传感器和第二压力传感器之间的管道上设置了阻力标准件。如图2。技术方案三：对技术方案一进一步限定：在换热器的换热介质二出口管道上增设了第六压力传感器；第四温度传感器、第五压力传感器、第六压力传感器由近至远依次设置。如图3。技术方案四：对技术方案三进一步限定：在第一压力传感器和第二压力传感器之间的管道上设置了阻力标准件，在第五压力传感器和第六压力传感器之间的管道上设置了阻力标准件。如图4。技术方案五：一种利用技术方案一或二所述的基于温度和压力信号监测的换热器故障诊断系统的换热器故障诊断方法，所述方法的具体过程为：步骤一、将换热器换热介质一的额定流量范围V1d划分为N个区间，N个区间中每个区间均取一个流量特征值V1i(1≤i≤N)，换热介质二的额定流量范围V2d划分为M个区间，M个区间中每个区间均取一个流量特征值V2k(1≤k≤M)；步骤二、诊断比值参数的判断限值的设定：设定传热系数比I的限值α1min，换热介质一的阻抗比限值β1max，换热介质二的阻抗比限值β2max；步骤三、在换热器无故障条件下，调节换热器，实现换热介质一和换热介质二分别达到各流量区间的流量特征值并稳定运行，同时记录并储存该工况下的温度和压力参数(这里的温度压力参数通四个温度传感器和五个压力传感器获得的)，每个温度传感器将记录N×M个数据，第一温度传感器一共将记录N×M个数据，记录符号为t3(i，k)，表示第一温度传感器在换热介质一的流量为V1i，换热介质二的流量为V2k条件下的温度值，其它温度传感器数据的记录符号规定与此相同；第一压力传感器、第三压力传感器、第二压力传感器将记录N个数据，第二压力传感器将记录N个数据，记录符号为P11(i)，表示第二压力传感器在换热介质一的流量为V1i条件下的压力值，第一压力传感器、第三压力传感器数据的记录符号规定与此相同；第五压力传感器、第四压力传感器将记录M个数据，第五压力传感器将记录M个数据，记录符号为P9(k)，表示第五压力传感器在换热介质二的流量为V2k条件下的压力值，第四压力传感器数据的记录符号规定与此相同。并在故障诊断器内将上述温度和压力参数进行计算处理并储存作为换热器的特征参数；并将换热介质一的器外压差ΔPs1(i)、换热器温差比值Rv(i，k)设定为工况标识参数；步骤四、换热器在实际运行过程中，故障诊断器根据温度传感器和压力传感器传递的实时运行数据，进行计算处理；并依据工况标识参数查询到无故障条件下对应工况的相关数据；并将实际运行过程中计算处理得到的数据与无故障条件下对应的换热器的特征参数进行比值计算得到诊断比值参数；步骤五、根据诊断比值参数与设定的诊断比值参数的判断限值的大小关系，以及偏离程度，来判断换热器是否出现污垢、堵塞、泄漏等故障，以及故障程度。技术方案六：对技术方案五进一步限定：在步骤三中，在故障诊断器内将上述温度和压力参数进行计算处理的具体过程为：将换热介质一的流量为V1i(1≤i≤N)，换热介质二的流量为V2k(1≤k≤M)的工况记为(i，k)，计算该工况下的如下参数，并作为换热器的特征参数予以储存；N×M个换热介质一的温差：δt1(ik)＝|t3(i，k)-t4(i，k)|(1≤i≤N，1≤k≤M)；N×M个换热介质二的温差：δt2(i，k)＝|t5(i，k)-t6(i，k)|(1≤i≤N，1≤k≤M)；N×M个平均传热温差：N×M个温差比值：N个换热介质一的器外压差：ΔPs1(i)＝P11(i)-P7(i)(1≤i≤N)；N个换热介质一的器内压差：ΔPh1(i)＝P7(i)-P8(i)(1≤i≤N)；M个换热介质二的器内压差：ΔPh2(k)＝P6(k)-P5(k)(1≤k≤M)；M个换热介质二的器外压差：即取换热介质一流量为V1N时的数据进行计算；N×M个中间参数：N×M个中间参数：N个中间参数：M个中间参数：以上参数将被储存到故障诊断器中，作为该换热器的特征常数在后续诊断中应用，并选定ΔPs1(i)和Rv(i，k)作为(i，k)工况的标识参数；实现步骤四的具体过程为：步骤四(一)、运行时监测数据并处理：实时测换热器投入使用后的四个温度和五个压力值，第一温度传感器在某时刻监测到的数据的记录符号为t3，第二压力传感器监测到的数据的记录符号为P11，其它温度传感器和压力传感器的记录符号规定与此相同；对每次监测到的这九个数据进行如下计算处理：换热介质一的温差：δt1＝|t3-t4|；换热介质二的温差：δt2＝|t5-t6|；平均传热温差：温差比值：换热介质一的器外压差：ΔPs1＝P11-P7；换热介质一的器内压差：ΔPh1＝P7-P8；换热介质二的器内压差：ΔPh2＝P6-P5；换热介质二的器外压差：中间参数：步骤四(二)、查询该运行工况对应的无故障工况：首先在换热介质一的无故障器外压差数据序列ΔPs(i)中查找到与实际运行工况的器外压差数据ΔPs1大小最接近数据，并记录其检索号，假设为n；然后在检索号为n值的Rv(n，k)数据序列中查找到与运行温差比值Rv大小最接近的数据，并记录其另一个检索号，假设为m；于是找到了与该运行工况对应的无故障工况(n，m)；步骤四(三)、计算故障诊断比值参数：检索查找到实际运行工况对应的无故障工况后，调出该无故障工况条件下换热器的特征参数，并计算以下参数，将用于故障类别及程度的诊断：传热系数比I：传热系数比II：换热介质一阻抗比：换热介质二阻抗比：实现步骤五的具体过程为：如果换热器没有污垢或没有堵塞，那么α1、β1、β2都应该等于1或者非常接近1；换热器有了污垢或者堵塞之后，α1将小于1，而且偏离1越远，说明污垢或堵塞越严重；β1和β2将大于1，而且偏离1越远，说明污垢或堵塞越严重；根据这一原理可以进行污垢和堵塞故障的诊断，以及故障程度的判断，具体诊断过程如下：如果则提示污垢或堵塞为轻度；如果则提示污垢或堵塞为中等；如果则提示污垢或堵塞为严重；如果α1＜α1min，则提示报警，污垢或堵塞已经无法承受；同时结合以下污垢或堵塞诊断的逻辑算法：如果则提示换热介质一侧的污垢或堵塞为轻度；如果则提示换热介质一侧的污垢或堵塞为中等；如果则提示换热介质一侧的污垢或堵塞为严重；如果β1＞β1max，则提示报警，换热介质一侧的污垢或堵塞已经无法承受；同理：如果则提示换热介质二侧的污垢或堵塞为轻度；如果则提示换热介质二侧的污垢或堵塞为中等；如果则提示换热介质二侧的污垢或堵塞为严重；如果β2＞β2max，则提示报警，换热介质二侧的污垢或堵塞已经无法承受；关于泄露故障诊断，可以采取以下逻辑算法：(1)如果δt1(n，m)＜δt1，则提示换热介质一可能泄露；(2)如果δt1(n，m)＜δt1，而且β1＜1，则提示换热介质一向换热介质二泄露；(3)如果δt2(n，m)＜δt2，则提示换热介质二可能泄露；(4)如果δt2(n，m)＜δt2，而且β2＜1，则提示换热介质二向换热介质一泄露；以上的数据接收、计算处理、储存、调用等操作都将在故障诊断器(16)内部完成。技术方案七：一种利用技术方案三或四所述的基于温度和压力信号监测的换热器故障诊断系统的换热器故障诊断方法，所述方法的具体过程为：步骤一、将换热器换热介质一的额定流量范围V1d划分为N个区间，N个区间中每个区间均取一个流量特征值V1i(1≤i≤N)，换热介质二的额定流量范围V2d划分为M个区间，M个区间中每个区间均取一个流量特征值V2k(1≤k≤M)；步骤二、诊断比值参数的判断限值的设定：设定传热系数比I的限值α1min，换热介质一的阻抗比限值β1max，换热介质二的阻抗比限值β2max；传热系数比II的限值α2min、传热系数比I与传热系数比II之差的绝对值的限制范围[Δα1min，Δα2min]；步骤三、在换热器无故障条件下，调节换热器，实现换热介质一和换热介质二分别达到各流量区间的流量特征值并稳定运行，同时记录并储存该工况下的温度和压力参数(这里的温度压力参数通四个温度传感器和六个压力传感器获得的)，每个温度传感器将记录N×M个数据，第一温度传感器一共将记录N×M个数据，记录符号为t3(i，k)，表示第一温度传感器在换热介质一的流量为V1i，换热介质二的流量为V2k条件下的温度值，其它温度传感器数据的记录符号规定与此相同；第一压力传感器、第三压力传感器、第二压力传感器将记录N个数据，第二压力传感器将记录N个数据，记录符号为P11(i)，表示第二压力传感器在换热介质一的流量为V1i条件下的压力值，第一压力传感器、第三压力传感器数据的记录符号规定与此相同；第五压力传感器、第四压力传感器、第六压力传感器将记录M个数据，第六压力传感器将记录M个数据，记录符号为P12(k)，表示第六压力传感器在换热介质二的流量为V2k条件下的压力值，第五压力传感器、第四压力传感器数据的记录符号规定与此相同。并在故障诊断器内将上述温度和压力参数进行计算处理并储存作为换热器的特征参数；并将换热介质一的器外压差ΔPs1(i)、换热器温差比值Rv(i，k)设定为工况标识参数；步骤四、换热器在实际运行过程中，故障诊断器根据温度传感器和压力传感器传递的实时运行数据，进行计算处理；并依据工况标识参数查询到无故障条件下对应工况的相关数据；并将实际运行过程中计算处理得到的数据与无故障条件下对应的换热器的特征参数进行比值计算得到诊断比值参数；步骤五、根据诊断比值参数与设定的诊断比值参数的判断限值的大小关系，以及偏离程度，来判断换热器是否出现污垢、堵塞、泄漏等故障，以及故障程度。技术方案八：对技术方案七进一步限定：在步骤三中，在故障诊断器内将上述温度和压力参数进行计算处理的具体过程为：将换热介质一的流量为V1i(1≤i≤N)，换热介质二的流量为V2k(1≤k≤M)的工况记为(i，k)，计算该工况下的如下参数，并作为换热器的特征参数予以储存：N×M个换热介质一的温差：δt1(ik)＝|t3(i，k)-t4(i，k)|(1≤i≤N，1≤k≤M)；N×M个换热介质二的温差：δt2(i，k)＝|t5(i，k)-t6(i，k)|(1≤i≤N，1≤k≤M)；N×M个平均传热温差：N×M个温差比值：N个换热介质一的器外压差：ΔPs1(i)＝P11(i)-P7(i)(1≤i≤N)；N个换热介质一的器内压差：ΔPh1(i)＝P7(i)-P8(i)(1≤i≤N)；M个换热介质二的器内压差：ΔPh2(k)＝P6(k)-P5(k)(1≤k≤M)；M个换热介质二的器外压差：ΔPs2(k)＝P9(k)-P12(k)(1≤k≤M)；N×M个中间参数：N×M个中间参数：N个中间参数：M个中间参数：以上参数将被储存到故障诊断器中，作为该换热器的特征常数在后续诊断中应用，并选定ΔPs1(i)和Rv(i，k)作为(i，k)工况的标识参数；实现步骤四的具体过程为：步骤四(一)、运行时监测数据并处理：实时测换热器投入使用后的四个温度和六个压力值，第一温度传感器在某时刻监测到的数据的记录符号为t3，第六压力传感器监测到的数据的记录符号为P12，其它温度传感器和压力传感器的记录符号规定与此相同；对每次监测到的这10个数据进行如下计算处理：换热介质一的温差：δt1＝|t3-t4|；换热介质二的温差：δt2＝|t5-t6|；平均传热温差：温差比值：换热介质一的器外压差：ΔPs1＝P11-P7；换热介质一的器内压差：ΔPh1＝P7-P8；换热介质二的器内压差：ΔPh2＝P6-P5；换热介质二的器外压差：ΔPs2＝P9-P12；中间参数：步骤四(二)、查询该运行工况对应的无故障工况：首先在换热介质一的无故障器外压差数据序列ΔPs1(i)中查找到与实际运行工况的器外压差数据ΔPs1大小最接近数据，并记录其检索号，假设为n；然后在检索号为n值的Rv(n，k)数据序列中查找到与运行温差比值Rv大小最接近的数据，并记录其另一个检索号，假设为m；于是找到了与该运行工况对应的无故障工况(n，m)；步骤四(三)、计算故障诊断比值参数：检索查找到实际运行工况对应的无故障工况后，调出该无故障工况条件下换热器的特征参数，并计算以下参数，将用于故障类别及程度的诊断：传热系数比I：传热系数比II：换热介质一阻抗比：换热介质二阻抗比：实现步骤五的具体过程为：如果换热器没有污垢或没有堵塞，那么α1、α2、β1、β2都应该等于1或者非常接近1；换热器有了污垢或者堵塞之后，α1或α2将小于1，而且偏离1越远，说明污垢或堵塞越严重；β1和β2将大于1，而且偏离1越远，说明污垢或堵塞越严重；无泄漏情况下，α1与α2应该相等(或者近似相等)，二者相差的程度越大，说明换热器发生泄漏的可能性也就越大。根据这一原理可以进行污垢和堵塞故障的诊断，以及故障程度的判断，具体诊断过程如下：如果则提示污垢或堵塞为轻度；如果则提示污垢或堵塞为中等；如果则提示污垢或堵塞为严重；如果α1＜α1min，则提示报警，污垢或堵塞已经无法承受；同时结合以下污垢或堵塞诊断的逻辑算法：如果则提示污垢或堵塞为轻度；如果则提示污垢或堵塞为中等；如果则提示污垢或堵塞为严重；如果α2＜α2min，则提示报警，污垢或堵塞已经无法承受；同时结合以下污垢或堵塞诊断的逻辑算法：如果则提示换热介质一侧的污垢或堵塞为轻度；如果则提示换热介质一侧的污垢或堵塞为中等；如果则提示换热介质一侧的污垢或堵塞为严重；如果β1＞β1max，则提示报警，换热介质一侧的污垢或堵塞已经无法承受；同理：如果则提示换热介质二侧的污垢或堵塞为轻度；如果则提示换热介质二侧的污垢或堵塞为中等；如果则提示换热介质二侧的污垢或堵塞为严重；如果β2＞β2max，则提示报警，换热介质二侧的污垢或堵塞已经无法承受；关于泄露故障诊断，可以采取以下逻辑算法：(1)如果δt1(n，m)＜δt1，则提示换热介质一可能泄露；(2)如果δt1(n，m)＜δt1，而且β1＜1，则提示换热介质一向换热介质二泄露；(3)如果δt2(n，m)＜δt2，则提示换热介质二可能泄露；(4)如果δt2(n，m)＜δt2，而且β2＜1，则提示换热介质二向换热介质一泄露；同时结合以下泄漏诊断逻辑算法：(1)如果Δα1min≤|α1-α2|＜Δα2min，则可诊断并提示换热器可能发生了泄漏；(2)如果α1-α2≥Δα2min，则可诊断并提示换热介质一向换热介质二泄露；(3)如果α2-α1≥Δα2min，则可诊断并提示换热介质二向换热介质一泄露；以上的数据接收、计算处理、储存、调用等操作都将在故障诊断器16内部完成。技术方案九：一种利用技术方案三或四所述的基于温度和压力信号监测的换热器故障诊断系统的换热器故障诊断方法，步骤一、将换热器换热介质一的额定器外压差范围ΔPs1d划分为N个区间，每个区间取一个器外压差的特征值ΔPs1(i)(1≤i≤N)；换热介质二的额定器外压差范围ΔPs2d划分为M个区间，每个区间取一个器外压差的特征值ΔPs2(k)(1≤k≤M)；步骤二、诊断比值参数的判断限值的设定：设定传热系数比I的限值α1min，换热介质一的阻抗比限值β1max，换热介质二的阻抗比限值β2max；传热系数比II的限值α2min、传热系数比I与传热系数比II之差的绝对值的限制范围[Δα1min，Δα2min]；步骤三、在换热器无故障条件下，调节换热器，实现换热介质一和换热介质二分别达到各器外压差区间的器外压差的特征值并稳定运行，同时记录并储存该工况下的温度和压力参数(这里的温度压力参数通四个温度传感器和六个压力传感器获得的)，每个温度传感器将记录N×M个数据，温度传感器3一共将记录N×M个数据，记录符号为t3(i，k)，表示温度传感器3在换热介质一的流量为V1i，换热介质2的流量为V2k条件下的温度值，其它温度传感器数据的记录符号规定与此相同；第一压力传感器、第三压力传感器、第二压力传感器将记录N个数据，第二压力传感器将记录N个数据，记录符号为P11(i)，表示第二压力传感器在换热介质一的流量为V1i条件下的压力值，第一压力传感器、第三压力传感器数据的记录符号规定与此相同；第五压力传感器、第四压力传感器、第六压力传感器将记录M个数据，第六压力传感器将记录M个数据，记录符号为P12(k)，表示第六压力传感器在换热介质二的流量为V2k条件下的压力值，第五压力传感器、第四压力传感器数据的记录符号规定与此相同。并在故障诊断器内将上述温度和压力参数进行计算处理并储存作为换热器的特征参数；并将换热介质一的器外压差ΔPs1(i)、换热介质二的器外压差ΔPs2(k)设定为工况标识参数；步骤四、换热器在实际运行过程中，故障诊断器根据温度传感器和压力传感器传递的实时运行数据，进行计算处理；并依据工况标识参数查询到无故障条件下对应工况的相关数据；并将实际运行过程中计算处理得到的数据与无故障条件下对应的换热器的特征参数进行比值计算得到诊断比值参数；步骤五、根据诊断比值参数与设定的诊断比值参数的判断限值的大小关系，以及偏离程度，来判断换热器是否出现污垢、堵塞、泄漏等故障，以及故障程度。技术方案十：对技术方案九进一步限定：在步骤三中，在故障诊断器内将上述温度和压力参数进行计算处理的具体过程为：将换热介质一的器外压差的特征值ΔPs1(i)(1≤i≤N)，换热介质二的器外压差的特征值ΔPs2(k)(1≤k≤M)的工况记为(i，k)，计算该工况下的如下参数，并作为换热器的特征参数予以储存：N×M个换热介质一的温差：δt1(ik)＝|t3(i，k)-t4(i，k)|(1≤i≤N，1≤k≤M)；N×M个换热介质二的温差：δt2(i，k)＝|t5(i，k)-t6(i，k)|(1≤i≤N，1≤k≤M)；N×M个平均传热温差：N×M个温差比值：N个换热介质一的器外压差：ΔPs1(i)＝P11(i)-P7(i)(1≤i≤N)；N个换热介质一的器内压差：ΔPh(i)＝P7(i)-P8(i)(1≤i≤N)；M个换热介质二的器内压差：ΔPh2(k)＝P6(k)-P5(k)(1≤k≤M)；M个换热介质二的器外压差：ΔPs2(k)＝P9(k)-P12(k)(1≤k≤M)；N×M个中间参数：N×M个中间参数：N个中间参数：M个中间参数：以上参数将被储存到故障诊断器中，作为该换热器的特征常数在后续诊断中应用，并选定ΔPs1(i)和ΔPs2(k)作为(i，k)工况的标识参数；实现步骤四的具体过程为：步骤四(一)、运行时监测数据并处理：实时测换热器投入使用后的四个温度和六个压力值，第一温度传感器在某时刻监测到的数据的记录符号为t3，第六压力传感器监测到的数据的记录符号为P12，其它温度传感器和压力传感器的记录符号规定与此相同；对每次监测到的这10个数据进行如下计算处理：换热介质一的温差：δt1＝|t3-t4|；换热介质二的温差：δt2＝|t5-t6|；平均传热温差：温差比值：换热介质一的器外压差：ΔPs1＝P11-P7；换热介质一的器内压差：ΔPh1＝P7-P8；换热介质二的器内压差：ΔPh2＝P6-P5；换热介质二的器外压差：ΔPs2＝P9-P12；中间参数：步骤四(二)、查询该运行工况对应的无故障工况：首先在换热介质一的无故障器外压差数据序列ΔPs1(i)中查找到与实际运行工况的器外压差数据ΔPs1大小最接近数据，并记录其检索号，假设为n；然后在换热介质二的无故障器外压差数据序列ΔPs2(k)中查找到与实际运行工况的器外压差数据ΔPs2大小最接近数据，并记录其检索号，假设为m；于是找到了与该运行工况对应的无故障工况(n，m)。步骤四(三)、计算故障诊断比值参数：检索查找到实际运行工况对应的无故障工况后，调出该无故障工况条件下换热器的特征参数，并计算以下参数，将用于故障类别及程度的诊断：传热系数比I：传热系数比II：换热介质一阻抗比：换热介质二阻抗比：实现步骤五的具体过程为：如果换热器没有污垢或没有堵塞，那么α1、α2、β1、β2都应该等于1或者非常接近1；换热器有了污垢或者堵塞之后，α1或α2将小于1，而且偏离1越远，说明污垢或堵塞越严重；β1和β2将大于1，而且偏离1越远，说明污垢或堵塞越严重；无泄漏情况下，α1与α2应该相等(或者近似相等)，二者相差的程度越大，说明换热器发生泄漏的可能性也就越大。根据这一原理可以进行污垢和堵塞故障的诊断，以及故障程度的判断，具体诊断过程如下：如果则提示污垢或堵塞为轻度；如果则提示污垢或堵塞为中等；如果则提示污垢或堵塞为严重；如果α1＜α1min，则提示报警，污垢或堵塞已经无法承受；同时结合以下污垢或堵塞诊断的逻辑算法：如果则提示污垢或堵塞为轻度；如果则提示污垢或堵塞为中等；如果则提示污垢或堵塞为严重；如果α2＜α2min，则提示报警，污垢或堵塞已经无法承受；同时结合以下污垢或堵塞诊断的逻辑算法：如果则提示换热介质一侧的污垢或堵塞为轻度；如果则提示换热介质一侧的污垢或堵塞为中等；如果则提示换热介质一侧的污垢或堵塞为严重；如果β1＞β1max，则提示报警，换热介质一侧的污垢或堵塞已经无法承受；同理：如果则提示换热介质二侧的污垢或堵塞为轻度；如果则提示换热介质二侧的污垢或堵塞为中等；如果则提示换热介质二侧的污垢或堵塞为严重；如果β2＞β2max，则提示报警，换热介质二侧的污垢或堵塞已经无法承受；关于泄露故障诊断，可以采取以下逻辑算法：(1)如果δt1(n，m)＜δt1，则提示换热介质一可能泄露。(2)如果δt1(n，m)＜δt1，而且β1＜1，则提示换热介质一向换热介质二泄露。(3)如果δt2(n，m)＜δt2，则提示换热介质二可能泄露。(4)如果δt2(n，m)＜δt2，而且β2＜1，则提示换热介质二向换热介质一泄露；同时结合以下泄漏诊断逻辑算法：(1)如果Δα1min≤|α1-α2|＜Δα2min，则可诊断并提示换热器可能发生了泄漏；(2)如果α1-α2≥Δα2min，则可诊断并提示换热介质一向换热介质二泄露；(3)如果α2-α1≥Δα2min，则可诊断并提示换热介质二向换热介质一泄露；以上的数据接收、计算处理、储存、调用等操作都将在故障诊断器内部完成。本发明有益的效果是：本发明的一种基于温度和压力信号的换热器故障诊断系统及其方法主要适用于换热介质均是流体，而且至少有一种换热介质未发生相变的间壁式换热器。本发明用于换热器的在线故障诊断。本发明提供的一种基于温度和压力信号监测的换热器故障诊断系统和方法无需监测换热工质的流量和不依赖于具体换热器精确的传热公式和阻力公式，可以有效地进行换热器的污垢、堵塞、泄漏故障的诊断，提高换热器运行的效率、可靠性和经济性。具体优点表现在以下几个方面：(1)只需监测换热器的温度和压力参数，监测简单，成本低，精度高。(2)无需监测换热器中换热介质的流量，监测成本低，而且对于已有的换热器系统实施本发明时，无需切断原有换热器系统的管路来安装流量计，改造简单。(3)无需大量测试并总结提供换热器的换热公式和阻力公式，不存在公式不准确造成的故障诊断误差。(4)无需提供换热器的特征参数，无需对不同形式、不同型号的换热器的故障诊断器内部参数进行人工设置，因为这些内部参数是换热器在无故障条件下运行时，故障诊断器自动辨识、计算并储存的，因此本发明实施简单，换热器的适用范围广泛。实现本发明技术方案的换热器故障诊断系统，包括具有数据输入、输出、储存、运算、显示以及报警功能的故障诊断器，换热器，至少4个温度传感器，至少5个压力传感器，若干个阻力标准件。本发明的一种基于温度和压力信号的换热器故障诊断系统结构是，在换热器15的换热介质一进口管道上设置有温度传感器3，压力传感器7和压力传感器11(其中压力传感器7和压力传感器11之间相隔的距离需要保证二者之间的压差值比较明显，达到压力表测量误差的10倍以上)，出口管道上设置有温度传感器4，压力传感器8。在换热器的换热介质二进口管道上设置有温度传感器6，压力传感器10，出口管道上设置有温度传感器5，压力传感器9。4个温度传感器和5个压力传感器分别与故障诊断器16相连接。故障诊断器16根据温度传感器和压力传感器所提供的换热器的实时运行参数和诊断逻辑进行换热器的运行故障诊断并储存、显示、报警等。本发明的一种基于温度和压力信号的换热器故障诊断系统其诊断方法是，将换热器换热介质一的额定流量范围划分为N个区间，换热介质二的额定流量范围划分为M个区间，设定一些诊断比值参数的判断限值。首先，在确保换热器无故障条件下，调节换热器，实现换热介质一和换热介质二分别达到各流量区间的流量特征值并稳定运行，同时记录并储存该工况下的温度和压力参数，并在故障诊断器内将之计算处理作为换热器的特征参数。此后，换热器在实际运行过程中，故障诊断器根据温度传感器和压力传感器传递的实时运行数据，进行计算处理，并依据工况标识参数查询得到无故障条件下对应工况的相关数据，并将实际运行过程中计算处理得到的数据与无故障条件下对应的换热器的特征参数进行比值计算得到诊断比值参数；根据诊断比值参数与设定的比值参数的判断限值的大小关系，以及偏离程度，来判断换热器是否出现污垢、堵塞、泄漏等故障，以及故障程度，最后作出显示、报警等反应。附图说明图1为本发明具体实施方式一的换热器故障诊断系统结构图；图2为具体实施方式二的换热器故障诊断系统结构图；图3为具体实施方式三的换热器故障诊断系统结构图；图4为具体实施方式四的换热器故障诊断系统结构图。具体实施方式具体实施方式一：结合图1说明本实施方式，本实施方式所述一种基于温度和压力信号监测的换热器故障诊断系统结构是，在换热器15的换热介质一进口管道上设置有温度传感器3，压力传感器7和压力传感器11(其中压力传感器7和压力传感器11之间相隔的距离需要保证二者之间的压差值比较明显，达到压力表测量误差的10倍以上)，出口管道上设置有温度传感器4，压力传感器8。在换热器的换热介质二进口管道上设置有温度传感器6，压力传感器10，出口管道上设置有温度传感器5，压力传感器9。4个温度传感器和5个压力传感器分别与故障诊断器16相连接。故障诊断器16根据温度传感器和压力传感器所提供的换热器的实时运行参数和诊断逻辑进行换热器的运行故障诊断并储存、显示、报警等。本发明的一种基于温度和压力信号的换热器故障诊断系统其诊断方法是，将换热器换热介质一的额定流量范围划分为N个区间，换热介质二的额定流量范围划分为M个区间，设定一些诊断比值参数的判断限值。首先，在确保换热器无故障条件下，调节换热器，实现换热介质一和换热介质二分别达到各流量区间的流量特征值并稳定运行，同时记录并储存该工况下的温度和压力参数，并在故障诊断器内将之计算处理作为换热器的特征参数。此后，换热器在实际运行过程中，故障诊断器根据温度传感器和压力传感器传递的实时运行数据，进行计算处理，并依据工况标识参数查询得到无故障条件下对应工况的相关数据，并将实际运行过程中计算处理得到的数据与无故障条件下对应的换热器的特征参数进行比值计算得到诊断比值参数；根据诊断比值参数与设定的比值参数的判断限值的大小关系，以及偏离程度，来判断换热器是否出现污垢、堵塞、泄漏等故障，以及故障程度，最后作出显示、报警等反应。本实施方式的故障诊断的工作过程与逻辑如下：(1)将换热器换热介质一的流量范围V1d，划分为N个区间，每个区间取一个流量特征值V1i(1≤i≤N)。换热介质二的流量范围V2d，划分为M个区间，每个区间取一个流量特征值V2k(1≤k≤M)。设定传热系数比I的限值α1min，换热介质一的阻抗比限值β1max，换热介质二的阻抗比限值β2max。(2)无故障数据监测储存：在确保换热器无故障的情况下(例如换热器第一次投入正常使用时，或者某次清洗检修后)，调节改变换热器中换热介质一和换热介质二的流量，使之依次达到各流量区间的流量特征值，记录并储存各种流量工况下，换热器的进出口的4个温度和5个压力。每个温度传感器将记录N×M个数据，例如温度传感器3一共将记录N×M个数据，记录符号为t3(i，k)，表示温度传感器3在换热介质一的流量为V1i，换热介质2的流量为V2k条件下的温度值，其它温度传感器数据的记录符号规定与此相同；压力传感器7、压力传感器8、压力传感器11将记录N个数据，例如压力传感器11将记录N个数据，记录符号为P11(i)，表示压力传感器11在换热介质一的流量为V1i条件下的压力值，压力传感器7、压力传感器8数据的记录符号规定与此相同；压力传感器9、压力传感器10将记录M个数据，例如压力传感器9将记录M个数据，记录符号为P9(k)，表示压力传感器9在换热介质二的流量为V2k条件下的压力值，压力传感器10数据的记录符号规定与此相同。(3)无故障数据处理：将换热介质一的流量为V1i(1≤i≤N)，换热介质二的流量为V2k(1≤k≤M)的工况记为(i，k)，计算该工况下的如下参数，并作为换热器的特征参数予以储存：N×M个换热介质一的温差：δt1(ik)＝|t3(i，k)-t4(i，k)|(1≤i≤N，1≤k≤M)；N×M个换热介质二的温差：δt2(i，k)＝|t5(i，k)-t6(i，k)|(1≤i≤N，1≤k≤M)；N×M个平均传热温差：N×M个温差比值：N个换热介质一的器外压差：ΔPs1(i)＝P11(i)-P7(i)(1≤i≤N)；N个换热介质一的器内压差：ΔPh1(i)＝P7(i)-P8(i)(1≤i≤N)；M个换热介质二的器内压差：ΔPh2(k)＝P6(k)-P5(k)(1≤k≤M)；M个换热介质二的器外压差：即取换热介质一流量为V1N时的数据进行计算；N×M个中间参数：N×M个中间参数：N个中间参数：M个中间参数：以上参数将被储存到故障诊断器16中，作为该换热器的特征常数在后续诊断中应用，并选定ΔPs1(i)和Rv(i，k)作为(i，k)工况的标识参数。(4)运行时监测数据并处理：实时测换热器投入使用后的4个温度和5个压力值，例如第一温度传感器3在某时刻监测到的数据的记录符号为t3，第二压力传感器11监测到的数据的记录符号为P11，其它温度传感器和压力传感器的记录符号规定与此相同；对每次监测到的这9个数据进行如下计算处理：换热介质一的温差：δt1＝|t3-t4|；换热介质二的温差：δt2＝|t5-t6|；平均传热温差：温差比值：换热介质一的器外压差：ΔPs1＝P11-P7；换热介质一的器内压差：ΔPh1＝P7-P8；换热介质二的器内压差：ΔPh2＝P6-P5；换热介质二的器外压差：中间参数：(5)查询该运行工况对应的无故障工况：首先在换热介质一的无故障器外压差数据序列ΔPs1(i)中查找到与实际运行工况的器外压差数据ΔPs1大小最接近数据，并记录其检索号，假设为n；然后在检索号为n值的Rv(n，k)数据序列中查找到与运行温差比值Rv大小最接近的数据，并记录其另一个检索号，假设为m；于是找到了与该运行工况对应的无故障工况(n，m)；(6)计算故障诊断比值参数：检索查找到实际运行工况对应的无故障工况后，调出该无故障工况条件下换热器的特征参数，并计算以下参数，将用于故障类别及程度的诊断：传热系数比I：传热系数比II：换热介质一阻抗比：换热介质二阻抗比：(7)进行故障诊断及程度判断：如果换热器没有污垢或没有堵塞，那么α1、β1、β2都应该等于1或者非常接近1；换热器有了污垢或者堵塞之后，α1将小于1，而且偏离1越远，说明污垢或堵塞越严重；β1和β2将大于1，而且偏离1越远，说明污垢或堵塞越严重；根据这一原理可以进行污垢和堵塞故障的诊断，以及故障程度的判断，具体诊断过程如下：如果则提示污垢或堵塞为轻度；如果则提示污垢或堵塞为中等；如果则提示污垢或堵塞为严重；如果α1＜α1min，则提示报警，污垢或堵塞已经无法承受；同时结合以下污垢或堵塞诊断的逻辑算法：如果则提示换热介质一侧的污垢或堵塞为轻度；如果则提示换热介质一侧的污垢或堵塞为中等；如果则提示换热介质一侧的污垢或堵塞为严重；如果β1＞β1max，则提示报警，换热介质一侧的污垢或堵塞已经无法承受；同理：如果则提示换热介质二侧的污垢或堵塞为轻度；如果则提示换热介质二侧的污垢或堵塞为中等；如果则提示换热介质二侧的污垢或堵塞为严重；如果β2＞β2max，则提示报警，换热介质二侧的污垢或堵塞已经无法承受；关于泄露故障诊断，可以采取以下逻辑算法：(1)如果δt1(n，m)＜δt1，则提示换热介质一可能泄露；(2)如果δt1(n，m)＜δt1，而且β1＜1，则提示换热介质一向换热介质二泄露；(3)如果δt2(n，m)＜δt2，则提示换热介质二可能泄露；(4)如果δt2(n，m)＜δt2，而且β2＜1，则提示换热介质二向换热介质一泄露；以上的数据接收、计算处理、储存、调用等操作都将在故障诊断器16内部完成。具体实施方式二：结合图2说明本实施方式，本实施方式与具体实施方式一的区别在于在压力传感器11和压力传感器7之间设置了一个阻力标准件13。在实施方式一中为了保证压力传感器11与压力传感器7之间的压差比较明显，通常要求两个压力传感器之间的距离较远，这在某些实际情况中比较难以实现，而且数据传感线也较长，这是不利的。设置阻力标准件13之后，两个压力传感器就可以设置的较近，数据线也较短。其它与具体实施方式一相同。具体实施方式三：结合图3说明本实施方式，本实施方式与具体实施方式一的区别在于在换热介质二的出口，压力传感器9的下游设置了压力传感器12。同时：1、修改计算无故障工况下换热介质二的器外压差公式为：ΔPs2(k)＝P9(k)-P12(k)(1≤k≤M)2、修改计算实际运行工况下的换热介质二的器外压差公式为：ΔPs2＝P9-P123、并修改选定ΔPs1(i)和ΔPs2(k)作为(i，k)工况的标识参数。即在进行实际运行工况对应的无故障工况查询时，首先在换热介质一的无故障器外压差数据序列ΔPs1(i)中查找到与实际运行工况的器外压差数据ΔPs1大小最接近数据，并记录其检索号，假设为n；然后在检索号为n值的Rv(n，k)数据序列中查找到与运行温差比值Rv大小最接近的数据，并记录其另一个检索号，假设为m；于是找到了与该运行工况对应的无故障工况(n，m)。4、增加设定传热系数比II的限值α2min。增加污垢或堵塞故障诊断逻辑算法如下：如果则提示污垢或堵塞轻度。如果则提示污垢或堵塞中等。如果则提示污垢或堵塞严重。如果α2＜α2min，则提示报警，污垢或堵塞已经无法承受。5、增加设定传热系数比I与传热系数比II之差的绝对值的限制范围[Δα1min，Δα2min]；一般而言，无泄漏情况下，α1与α2应该相等(或者近似相等)，二者相差的程度越大，说明换热器发生泄漏的可能性也就越大。补充的一种泄漏诊断逻辑算法如下：(1)如果Δα1min≤|α1-α2|＜Δα2min，则可诊断并提示换热器可能发生了泄漏；(2)如果α1-α2≥Δα2min，则可诊断并提示换热介质一向换热介质二泄露；(3)如果α2-α1≥Δα2min，则可诊断并提示换热介质二向换热介质一泄露；以上的数据接收、计算处理、储存、调用等操作都将在故障诊断器16内部完成。其它参数的监测、计算、判断与具体实施方式一相同。具体实施方式四：如图4，本实施方式与具体实施方式三的区别在于，在压力传感器11与压力传感器7之间设置了压力标准件13，在压力传感器12与压力传感器9之间设置了压力标准件14。设置阻力标准件13和14之后，压力传感器11与7，压力传感器12与9就可以设置的较近，数据线也较短，易于实施和布线。其它与具体实施方式三相同。具体实施方式五：本实施方式与具体实施方式三、四的区别在于，将换热器换热介质一的额定器外压差范围ΔPs1d划分为N个区间，每个区间取一个器外压差的特征值ΔPs1(i)(1≤i≤N)；换热介质二的额定器外压差范围ΔPs2d划分为M个区间，每个区间取一个器外压差的特征值ΔPs2(k)(1≤k≤M)。本实施方式便于无故障工况的划分、调节实现和数据监测。其它与具体实施方式三、四相同。