本发明涉及海水淡化,尤其涉及一种换热管结垢厚度检测方法、装置、电子设备和存储介质。
背景技术:
1、在海水淡化技术中,通过蒸汽或热水加热海水,使海水蒸发。蒸发后的水蒸气冷凝成淡水,最终汇集在淡水储存系统中。其中换热管是实现高温蒸汽与海水热交换的部件。当换热管结垢时,由于垢层的导热系数非常小,严重影响了海水淡化系统蒸发器换热管的换热效率以及换热性能,使造水比大幅度降低。同时,垢层也会引发垢下腐蚀,造成换热管腐蚀损坏,海水进入淡水侧,严重影响制水品质。
2、现有技术中,对于换热管的结垢情况的检测是根据换热器的运行状态对于换热管结垢情况进行定性判断,即现有技术中只能判断换热管是否结垢,所得到的换热管结垢情况检测结果无法进行定量分析。
技术实现思路
1、本发明提供了一种换热管结垢厚度检测方法、装置、电子设备和存储介质,以实现换热管结垢厚度的定量检测。
2、第一方面,本发明提供了一种换热管结垢厚度检测方法,所述方法包括:
3、根据初始时刻换热管的传热速率、初始时刻海水淡化系统的造水比、当前时刻海水淡化系统的造水比和当前时刻凝结水温度与盐水温度差获取所述换热管的第一总热阻;其中,初始时刻为海水淡化系统设备初始投运的时刻或者所述换热管化学清洗后海水淡化系统初次投运的时刻,当前时刻为所述换热管结垢后进行所述换热管结垢厚度检测的时刻;
4、根据换热管内表面的传热热阻、换热管管壁的传导热阻、换热管垢层的热阻和换热管垢层外表面对流传热的热阻获取所述换热管的第二总热阻;
5、基于所述换热管的第一总热阻和所述换热管的第二总热阻相等建立等量关系,根据所述等量关系求得所述换热管的结垢层厚度。
6、可选的,所述根据初始时刻换热管的传热速率、初始时刻海水淡化系统的造水比、当前时刻海水淡化系统的造水比和当前时刻凝结水温度与盐水温度差获取所述换热管的第一总热阻之前,还包括:
7、根据初始时刻凝结水温度与盐水温度差、换热管内表面的传热热阻、换热管外表面对流传热的热阻和换热管管壁的传导热阻获取所述初始时刻换热管的传热速率;
8、根据初始时刻蒸馏水的流量、初始时刻凝结水的流量和初始时刻输入蒸汽的流量获取初始时刻海水淡化系统的造水比;
9、根据当前时刻蒸馏水的流量、当前时刻凝结水的流量和当前时刻输入蒸汽的流量获取当前时刻海水淡化系统的造水比;
10、根据当前时刻凝结水的温度和当前时刻一效盐水的温度获取当前时刻凝结水温度与盐水温度差。
11、可选的,所述换热管的第一总热阻为:
12、rs1=t1×c0/(q0×c1);
13、其中,rs1为换热管的第一总热阻,t1为当前时刻凝结水温度与盐水温度差,c0为初始时刻海水淡化系统的造水比,q0为初始时刻换热管的传热速率,c1为当前时刻海水淡化系统的造水比。
14、可选的,所述根据换热管内表面的传热热阻、换热管管壁的传导热阻、换热管垢层的热阻和换热管垢层外表面对流传热的热阻获取所述换热管的第二总热阻之前,还包括:
15、根据所述换热管内蒸汽的对流传热系数、所述换热管的内径、所述换热管的长度获得所述换热管内表面的传热热阻;
16、根据所述换热管的外径、所述换热管的内径、所述换热管的导热系数和所述换热管的长度获取所述换热管管壁的传导热阻;
17、根据所述换热管结垢垢层的厚度、所述换热管的外径、所述换热管结垢的导热系数和所述换热管的长度获取所述换热管垢层的热阻;
18、根据海水的对流传热系数、所述换热管的外径、所述换热管结垢的垢层厚度、所述换热管的长度获取所述换热管垢层外表面对流传热的热阻。
19、可选的,所述换热管的第二总热阻为:
20、rs2=r1+r3+r4+r5;
21、其中,rs2为换热管的第二总热阻,r1为换热管内表面的传热热阻,r3为换热管管壁的传导热阻,r4为换热管垢层的热阻,r5为换热管垢层外表面对流传热的热阻。
22、可选的,所述换热管垢层外表面对流传热的热阻为所述换热管垢层的热阻的10%。
23、可选的,所述换热管的结垢层厚度为:
24、h=(exp((2×3.14×λ1×l)×(t1×c0/(q0×c1)-1/(k1×3.14×d2×l)-ln
25、(d1/d2)/(2×3.14×λ2×l))/1.1)-d1)/2;
26、其中,h为换热管的结垢层厚度,λ1为换热管结垢的导热系数,l为换热管的长度,t1为当前时刻凝结水温度与盐水温度差,c0为初始时刻海水淡化系统的造水比,q0为初始时刻换热管的传热速率,c1为当前时刻海水淡化系统的造水比,k1为换热管内蒸汽的对流传热系数,d2为换热管的内径,l为换热管的长度,d1为换热管的外径,d2为换热管的内径,λ2为换热管的导热系数。
27、根据本发明的另一方面,提供了一种换热管结垢厚度检测装置,以实现本发明任一实施例所述的换热管结垢厚度检测方法,所述装置包括:
28、换热管的第一总热阻获取模块,用于根据初始时刻换热管的传热速率、初始时刻海水淡化系统的造水比、当前时刻海水淡化系统的造水比和当前时刻凝结水温度与盐水温度差获取所述换热管的第一总热阻;
29、换热管的第二总热阻获取模块,用于根据换热管内表面的传热热阻、换热管管壁的传导热阻、换热管垢层的热阻和换热管垢层外表面对流传热的热阻获取所述换热管的第二总热阻;
30、等量关系建立求解模块,用于基于所述换热管的第一总热阻和所述换热管的第二总热阻相等建立等量关系,根据所述等量关系求得所述换热管的结垢层厚度。
31、根据本发明的另一方面,提供了一种电子设备,所述电子设备包括:
32、至少一个处理器;以及
33、与所述至少一个处理器通信连接的存储器;其中,
34、所述存储器存储有可被所述至少一个处理器执行的计算机程序,所述计算机程序被所述至少一个处理器执行,以使所述至少一个处理器能够执行本发明任一实施例所述的换热管结垢厚度检测方法。
35、根据本发明的另一方面,提供了一种计算机可读存储介质,所述计算机可读存储介质存储有计算机指令,所述计算机指令用于使处理器执行时实现本发明任一实施例所述的换热管结垢厚度检测方法。
36、本发明实施例的换热管结垢厚度检测方法、装置、电子设备和存储介质,其中的换热管结垢厚度检测方法中,通过两种不同计算方式通过不同的参数计算换热管的总热阻,即获得了第一总热阻和第二总热阻。根据第一总热阻和第二总热阻相等的等量关系求得换热管的结垢层厚度。能够对于换热管的结垢厚度进行定量检测,以直观监测换热管结垢程度,有助于运行人员对于换热管的运行维护。
1.一种换热管结垢厚度检测方法,其中换热管为海水淡化系统的蒸发器换热管,其特征在于,所述方法包括:
2.根据权利要求1所述的换热管结垢厚度检测方法,其特征在于,所述根据初始时刻换热管的传热速率、初始时刻海水淡化系统的造水比、当前时刻海水淡化系统的造水比和当前时刻凝结水温度与盐水温度差获取所述换热管的第一总热阻之前,还包括:
3.根据权利要求2所述的换热管结垢厚度检测方法,其特征在于,所述换热管的第一总热阻为:
4.根据权利要求1所述的换热管结垢厚度检测方法,其特征在于,所述根据换热管内表面的传热热阻、换热管管壁的传导热阻、换热管垢层的热阻和换热管垢层外表面对流传热的热阻获取所述换热管的第二总热阻之前,还包括:
5.根据权利要求4所述的换热管结垢厚度检测方法,其特征在于,所述换热管的第二总热阻为:
6.根据权利要求1所述的换热管结垢厚度检测方法,其特征在于,所述换热管垢层外表面对流传热的热阻为所述换热管垢层的热阻的10%。
7.根据权利要求6所述的换热管结垢厚度检测方法,其特征在于,所述换热管的结垢层厚度为:
8.一种换热管结垢厚度检测装置,应用于权利要求1-7任一项的换热管结垢厚度检测方法,其特征在于,所述装置包括:
9.一种电子设备,其特征在于,所述电子设备包括:
10.一种计算机可读存储介质,其特征在于,所述计算机可读存储介质存储有计算机指令,所述计算机指令用于使处理器执行时实现权利要求1-7中任一项所述的换热管结垢厚度检测方法。