使用监测换热器预测冷却水结垢的方法及原理

2025-09-29 理论教育版权反馈

【摘要】：图4-10 Kern-Seaton方程式及其修正式的轨迹利用监测换热器来预测或判断冷却水的结垢是最直接且较清楚的办法。将监测换热器中的试验管剖开，然后进行分析测量，用带测微装置的金相显微镜测出垢厚，同时分析垢层的水垢晶体成分和组成。

用监测换热器监测冷却水系统中沉积物情况的工作可从两个方面进行：一是将运行一定时间后的监测换热器拆开，将其换热管（试验管）剖开，观察其中沉积物的沉积情况，测定已析出的沉积物层厚度；二是利用监测换热器测定在冷却水系统中的污垢热阻值，预测或判断换热器内沉积物沉积的程度。

1.瞬时污垢热阻的测定

为了便于现场或实验室内测定污垢热阻，通常拟定如下控制条件。

（1）水走管内，换热器内试验管的外壁镀铬，使试验管的外壁表面不产生腐蚀。

（2）加热介质为高纯水或高纯水产生的蒸汽，高纯水或蒸汽走管外，运行中温度恒定。

（3）冷却水的流量不变，水的流速恒定，水的平均温度变化很小。

（4）试验管壁不遭受腐蚀，管壁厚度变化微小。

根据上述控制，从传热系数方程和热传导的基本原理出发，由第二章的式（2-20）确定污垢热阻值。

2.较长时间污垢热阻值的估算

如要获得较长时间（如1年）的污垢热阻值，则可通过Kern-Seaton（科恩-西顿）渐进污垢模型方程（Kern-Seaton方程）计算：

或通过Kern-Seaton方程的修正式计算：(https://www.chuimin.cn)

式中 r_F——运行时间为t时的瞬时污垢热阻，m²K/W

——运行时间为t为无穷时的污垢热阻，m²K/W

t——运行时间，s

t₀——起始时间，用来表征诱导期，s

A——常数

B——常数

用线性回归方法或作图法求得和B或、A和t₀。求得和B（或A和t₀）值后，可按式（4-9）或式（4-10）去估算任意长时间（如1年）的污垢热阻值，如图4-10所示。

图4-10 Kern-Seaton方程式及其修正式的轨迹

利用监测换热器来预测或判断冷却水的结垢是最直接且较清楚的办法。将监测换热器中的试验管剖开，然后进行分析测量，用带测微装置的金相显微镜测出垢厚，同时分析垢层的水垢晶体成分和组成。