基于动态包络线法的换热器群运行状况监测清洗预警方法
专利汇可以提供基于动态包络线法的换热器群运行状况监测清洗预警方法专利检索，专利查询，专利分析的服务。并且一种基于动态包络线法的换热器群运行状况监测清洗预警方法：建立在役换热器关键性评价标准，对在役换热器进行关键性评价，依据评价结果，对换热器群运行状态监测和清洗预测管控；选取换热器检测点，在已入选换热器的管程进、出口管道和壳程进、出口管道上安装一体化无线 温度 采集器；搭建换热器群运行状况无线监测系统网络；搭建在线监测系统平台，并输出换热器的热负荷、 传热 系数 及换热效率的实时动态 波形 图；绘制换热器换热效率趋势值点图，在该图上绘制换热效率动态包络线图；根据换热器换热效率动态包络线图进行换热器 结垢 状况分析和换热器清洗预警。本 发明 能够对换热器的运行状况进行监测，在换热器结垢能够早期诊断出故障的发生。，下面是基于动态包络线法的换热器群运行状况监测清洗预警方法专利的具体信息内容。
1.一种基于动态包络线法的换热器群运行状况监测清洗预警方法，其特征在于，包括如下步骤：
1)建立在役换热器关键性评价标准，对在役换热器进行关键性评价，依据评价结果，对换热器群运行状态监测和清洗预测管控；
2)选取换热器检测点，在已入选换热器的管程进、出口管道和壳程进、出口管道上安装一体化无线温度采集器；
3)搭建换热器群运行状况无线监测系统网络，根据需监测换热器数量和各换热器到无线网关之间的距离确定无线中继器安装位置和数量，用于将一体化无线温度采集器中的温度传感器测量值使用无线通信的方法传输至智能无线网关，智能无线网关用于接收温度数据并与上位PC机通信，所述的智能无线网关能够接收一个以上的一体化无线温度采集器所发送的数据，从而实现换热器群监测和清洗预警的功能；
4)搭建在线监测系统平台，包括建立实时数据库、数据分析与性能计算、数据查询及显示，并输出换热器的热负荷、传热系数及换热效率的实时动态波形图；
5)绘制换热器换热效率趋势值点图，在得到实时的换热效率数据后，采用移动均值－标准差法，在换热器换热效率趋势值点图上绘制换热效率动态包络线图；
6)根据换热器换热效率动态包络线图进行换热器结垢状况分析和换热器清洗预警。
2.根据权利要求1所述的基于动态包络线法的换热器群运行状况监测清洗预警方法，其特征在于，步骤1)中所述的在役换热器关键性评价标准如下：
(1)确定换热器关键性指数的四个影响因素：换热器生产重要性、换热器结垢状况、换热器历史泄漏次数和换热器清洗难易程度；
(2)应用层次分析法确定出换热器关键性指数四个影响因素的权重为：
换热器生产重要性权重b1为0.38，
换热器结垢状况权重b2为0.19，
换热器历史泄漏次数权重b3为0.26，
换热器清洗难易程度权重b4为0.17；
(3)确立换热器关键度打分标准
(3.1)依据换热器生产重要性打分：
换热器泄漏后造成所在装置停止运行，以及影响到其他装置稳定运行，为5分；
换热器泄漏后造成所在装置局部停止运行，为4分；
换热器泄漏后只影响到所在装置正常的生产和工艺操作，产品质量不合格，为3分；
换热器泄漏后不影响产品质量，工艺操作，但造成介质串流，污染另一侧介质从而增加设备长期运行风险的，为2分；
换热器泄漏后不影响产品质量，工艺操作和其他设备，为1分；
(3.2)换热器结垢状况打分：
单个4年运行周期需定期进行清洗6次以上，为5分；
单个4年运行周期需定期进行清洗4～6次，为4分；
4年运行周期清洗2～4次，为3分；
4年运行周期清洗1次，为2分；
4年运行周期不需要清洗，为1分；
(3.3)依据换热器历史泄漏次数打分：
一年内泄漏2次以上，或上次检修发现腐蚀严重，管束中20根以上换热管出现腐蚀坑深大于1mm以上，5根以上换热管泄漏或出现过裂纹，为5分；
一年发生一次泄漏，或上次检修发现存在腐蚀，或管束中10～20根换热管出现腐蚀坑深大于1mm以上，或出现5根以下换热管泄漏，为4分；
一个运行周期发生一次泄漏，或上次检修发现有蚀坑，管束中换热管可见坑深0.5～
1mm，为3分；
两个运行周期发生一次泄漏，为2分；
自投用起从未发生泄漏，为1分；
(3.4)换热器清洗难易程度打分：
需换热器停运3至10天，为5分；
换热器在4层平台以上，直径大于等于1.4米，拆卸需用200吨以上吊车，清洗可单台切出，换热器停运时间为3～5天，为4分；
换热器直径小于1.4米，拆卸需用200吨以下吊车作业，清洗可单台切出，换热器停运时间3天以内，为3分；
换热器在地面，周围无障碍，拆卸需用200吨以下吊车作业，清洗可单台切出，换热器停运时间1天以内，为2分；
换热器可进行在线清洗，为1分；
(4)换热器关键性指标计算及换热器群清洗预测管控标准
换热器关键度指数K综合计算公式如下：
K＝b1×生产重要性+b2×结垢状况+b3×历史泄漏+b4×可清洗性
其中b1为0.38，b2为0.19，b3为0.26，b4为0.17，分别为生产重要性、结垢状况、历史泄漏次数、清洗难易程度的权重；
关键度指数K为4.7～5时，关键性等级为A，即为关键设备，需要进行管控；
关键度指数K为4.2～4.7时，关键性等级为B，即为重要设备，考虑是否需要进行管控；
关键度指数K为1～4.2时，关键性等级为C，即为一般设备，不需要进行管控。
3.根据权利要求1所述的基于动态包络线法的换热器群运行状况监测清洗预警方法，其特征在于，步骤2)包括，
在选取的换热器管道表面的检测点上安装罗斯蒙特生产的型号为648DX1D1I5W的一体化无线温度采集器；其中所述一体化无线温度采集器中的温度传感器应沿管道轴向敷设并在热电阻和管道之间加装测量衬板；
为了使温度传感器与衬板贴合紧密，在衬板上开与温度传感器截面对应的矩形槽，将温度传感器放入矩形槽内并通过真空压紧模块覆盖螺栓锁紧，衬板对应管道侧的弧度按照管道的外径设计；
安装在管道上的一体化无线温度采集器，自衬板上端面起最大调节高度为150mm，通过垫片将防水罩压紧在管道保温表面。
4.根据权利要求1所述的基于动态包络线法的换热器群运行状况监测清洗预警方法，其特征在于，步骤4)所述的搭建在线监测系统平台，包括：
(1)建立实时数据库
建立实时数据库，用于实时存储换热器的结构参数及换热面积，由智能无线网关传输至上位PC机的换热器管程的进、出口的和换热器壳程的进、出口实时温度监测数据，从DCS提取的有关换热器管程和壳程的流量、加工负荷参数、介质物性、介质在各温度下的焓值。
(2)在线换热器的性能计算，即换热器换热效率的计算：
换热器的热效率按如下公式：
Φ＝(Gcp)minΔtmin
Φmax＝(Gcp)min×(t1i-t2i)
式中：
η为换热器换热元件的热效率，单位％；
Φ为换热器换热元件的实际换热热负荷，单位W；
Φmax为换热器换热元件的最大理论换热热负荷，单位W；
G为换热器换热元件中冷流体和热流体两流体的质量流量，单位kg/s；
cp为换热器换热元件中冷流体和热流体两流体的平均比热容，单位J/(kg℃)；
(Gcp)min为换热器换热元件中冷流体和热流体两流体中较小的热容量，单位W/℃；
Δtmin为换热器换热元件中冷流体和热流体两流体中热容量较小的流体的进出口温差，单位℃；
t1i为换热器换热元件中热流体的进口温度，单位℃；
t2i为换热器换热元件中冷流体的进口温度，单位℃；
η为换热器换热效率。
5.根据权利要求1所述的基于动态包络线法的换热器群运行状况监测清洗预警方法，其特征在于，为确定被监测换热器的实际运行状况，需选择换热器正常运行的工况进行基础数据的测量，包括换热器冷、热流股的进、出口温度以及换热器冷、热流股的流量数据，计算换热器换热效率η，确定正常运行工况的换热效率η基准线 确定正常运行工况下换热效率η的上包络线UEL、下包络线LEL及异常包络线YEL的位置，形成换热效率动态包络线图，对换热器进行能效监测和清洗预警；步骤5)包括：
(1)计算换热效率η的平均值 和换热效率η的标准差σ
被监测换热器每次大检修后，选取该换热器稳定运行第一个月的数据做为基准数据，按每30分钟为一个采样周期，采集该换热器换热器冷、热流体进、出口温度数据和流量数据，计算出每个采样周期的换热效率，根据这些数据求当前换热效率均值记为通过下式得到换热效率η标准差σk：
式中：ηi为第i个采样周期的换热效率值； 为当前已取得k个采样周期的换热器热效率计算值的均值；σk为当前已取得k个采样周期的换热器热效率计算值的标准差；
(2)正常运行控制上下包络线的确定
对于换热效率η，正常运行的上下包络线通过下面两式得到：
(3)异常运行控制包络线的确定
换热器异常运行的异常包络线YEL通过下式得到：
(4)在换热器正常运行工况下进行基础数据的测量，包括温度数据和流量数据，分别计算出第i个采样周期的换热效率值ηi和k个采样周期的换热器热效率计算值的均值 以采样周期为横坐标，换热效率为纵坐标，每个采样周期换热效率平均值 分别点在该采样周期的垂直线上，从而得到反映换热器换热效率变化的趋势值点图，确定正常运行工况的上包络线UEL、下包络线LEL及异常包络线YEL的位置，绘制出换热器换热效率动态包络线图，将反映换热器换热效率变化的趋势值点图，分为A区、B区、C区，其中，A区为上包络线UEL与下包络线LEL之间的区域，为正常运行区域；B区为下包络线LEL与异常包络线YEL之间的区域，为重点关注区域；C区为异常包络线YEL以下的区域，为异常区域，以此作为换热器日常实际运行趋势分析和换热器清洗时间确定的依据。
6.根据权利要求1所述的基于动态包络线法的换热器群运行状况监测清洗预警方法，其特征在于，步骤6)对换热器日常运行状况的分析是采用点图分析法通过温度、流量数据计算出实际运行换热效率η，将换热效率η对照换热效率动态包络线图则可进行效率分析和清洗预警，具体分析标准为：
(1)实际运行换热效率η位于A区，未超出正常运行上下控制包络线界限的范围，说明该换热器运行状况正常，该台设备为正常使用；
(2)实际运行换热效率η位于B区，低于正常运行下控制包络线界限，高于异常运行控制包络线界限，在满足工艺生产要求的前提下，调整工艺参数改进换热器的运行状态，提高换热效率，经调整后换热器运行实际换热效率恢复常态，则该换热器继续运行；如经调整后仍然运行于B区，则增加能效监测频率，进行换热器关注运行；
(3)实际运行换热效率η位于C区，低于异常运行控制包络线界限，需进行相应的换热器结垢可能性分析，包括铵盐结晶可能性及注水点位置分析，采用红外检测法及相关无损检测方法，消除换热管束堵塞和穿孔故障的可能，调整工艺参数改进换热器的运行状态，提高换热效率；经调整后换热器运行实际换热效率恢复常态，则该换热器继续运行；如经调整后换热器运行于B区，则需关注运行；如经调整后换热器仍运行于C区，换热器出口温度满足实际工况要求时，建议通过采用加密数据采样的频次的方法，加强该换热器的效率监测，继续运行；如果仍不能满足工艺要求，且效率值在C区持续下降，则进行换热器清洗预警，建议切入备用换热管进行清洗。
基于动态包络线法的换热器群运行状况监测清洗预警方法
技术领域
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发明内容
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