技术领域
[0001] 本
发明涉及
海水循环
冷却水处理技术领域，主要涉及一种适用于海
水循环冷却系统水处理药剂性能评价的装置及试验方法，具体涉及一种电
力、化工系统一体化移动式海水循环冷却水处理药剂评价装置和方法。
背景技术
[0002] 随着我国
淡水资源的日益匮乏，对海水利用的需求也更加紧迫。海水循环冷却技术是缓解我国水资源短缺、促进经济可持续发展的重要途径之一。开发利用海水代替淡水作为工业用水、特别是作为工业冷却用水，是解决我国沿海地区社会经济可持续发展与淡水资源短缺矛盾的重要途径。
[0003] 工业冷却水处理时，通常要添加各种水处理剂。对这些药剂的筛选评定研究，除单独评价其缓蚀、阻垢、杀生性能外，更重要的是要模拟现场生产条件对水处理方案进行全面综合评价和调整。通常意义上的工业冷却水主要是以淡水为冷却介质，水处理药剂也是针对淡
水体系。近年来，我国海水循环冷却水技术研究取得了长足的发展，经过十多年的科技攻关，建立完成了千、万、十万吨级海水循环冷却示范工程研究，取得了一大批科研成果，业已证明，海水循环冷却技术是一项环保、经济、先进的新技术，通过添加海水缓蚀剂、阻垢分散剂和杀生剂，或同时辅助其他技术手段，可以有效解决海水冷却系统管道、设备的
腐蚀、
结垢和
微生物的影响。对于用户节约用水、安全经济运行和
可持续性发展具有指导意义。
发明内容
[0004] 本发明解决的技术问题是：目前国内尚没有用于评价海水循环冷却系统水处理药剂性能的相关装置及标准或方法。
[0005] 本发明的目的是提供一种一体化移动式海水循环冷却动态模拟装置及试验方法，其目的是模拟电力、化工等行业海水循环冷却系统现场的流速、水质、金属材质、换热强度和冷却水进出口
温度等运行工况，以评定海水水处理剂的缓蚀、阻垢和杀生性能，确定最佳水处理方案，实现对海水腐蚀、结垢、菌藻控制效果的综合评价。
[0006] 针对上述技术问题，本发明研制开发了一种适用于敞开式海水循环冷却水系统的海水水处理药剂性能评价的装置及试验方法，该装置内所有设备集成在集装箱里，利于运输，整体运输到现场即可投入使用，不仅适用于不同金属材质间壁式换热设备在实验室内进行小型模拟试验，更适用于开展工程现场试验和检测，是一种能够充分利用工程现场条件服务于海水循环冷却水处理药剂性能评价的可移动式装置及方法。
[0007] 具体来说，针对
现有技术的不足，本发明提供了如下技术方案：
[0008] 本发明提供一种一体化移动式海水循环冷却水处理药剂评价装置，包括补水单元、热交换单元、
冷却塔单元、排污单元、加药单元和监控单元，其特征在于，装置设置于集装箱内，所述监控单元包括设置于热交换单元
循环水管线上的腐蚀监控单元，所述热交换单元包括用于模拟电力系统和用于模拟化工系统的
锅炉凝汽器集成部件15’，和用于模拟化工系统的模拟监测换热器15和
蒸汽冷凝器16；所述锅炉凝汽器集成部件15’内部设置有电加热元件，壳体上设置有出汽管和喇叭口；
[0009] 其中，补水单元包括补水池3和集水池6；所述模拟化工系统的模拟监测换热器15内设置有贯穿模拟监测换热器两端的传
热管，模拟监测换热器15壳体上设置有与锅炉凝汽器集成部件15’出汽管连接的蒸汽入口和与蒸汽冷凝器16一端连接的蒸汽出口，冷凝水通过蒸汽冷凝器16的另一端、和锅炉凝汽器集成部件15’壳体上设置的喇叭口形成回路；
[0010] 其中，所述监控单元还包括流量监控单元、温度监控单元和液位监控单元；
[0011] 其中，所述温度监控单元包括分别设置于热交换单元循环水入口管线和出口管线上的进口测温筒14和出口测温筒19，以及将
探头安装于模拟监测换热器15壳体内部的温度
传感器和将探头安装于锅炉凝汽器集成部件15’壳体内部的温度传感器。
[0012] 需要说明的是，上述内部设置有电加热元件、壳体上设置有出汽管和喇叭口的锅炉凝汽器集成部件15’在电力系统中被作为模拟凝汽器使用，当本发明的一体化移动式海水循环冷却水处理药剂评价装置用于电力系统的海水循环冷却水处理药剂评价时，所述锅炉凝汽器集成部件15’也可被称为“模拟凝汽器”，循环
冷却水流经锅炉凝汽器集成部件的
传热管，与传热管外，即壳体内在电加热元件作用下产生的电加热水进行热交换，循环冷却水经升温后流出锅炉凝汽器集成部件。上述锅炉凝汽器集成部件15’在化工系统中被作为锅炉使用，当本发明的一体化移动式海水循环冷却水处理药剂评价装置用于化工系统的海水循环冷却水处理药剂评价时，所述锅炉凝汽器集成部件15’也可被称为“锅炉”，循环冷却水流经模拟监测换热器15的传热管，所述锅炉凝汽器集成部件15’在电加热元件作用下产生热蒸汽，经过出汽管进入模拟监测换热器壳体内，与循环冷却水进行热交换，冷凝水通过模拟检测换热器15壳体上的蒸汽出口进入蒸汽冷凝器16，冷凝水再流经锅炉凝汽器集成部件15’的喇叭口进入锅炉凝汽器集成部件15’形成回路。
[0013] 优选的，上述评价装置中，所述锅炉凝汽器集成部件15’外设置有使凝汽器内电加热水形成回路的第一流量
开关17a和热水
泵18。
[0014] 优选的，上述评价装置中，所述腐蚀监控单元包括设置于热交换单元循环水入口管线上的进口挂片盒10和进口腐蚀探头13，和设置于热交换单元循环水出口管线上的出口腐蚀探头20和出口挂片盒21，以及与所述腐蚀探头连接的电化学在线腐蚀测试仪。
[0015] 优选的，上述评价装置中，所述腐蚀监控单元还包括设置于集水池6中的腐蚀挂片。
[0016] 优选的，上述评价装置中，所述集装箱外喷有耐海洋大气防腐涂料，所述集装箱包括用
钢化玻璃隔开的试验操作区和电控区，所述电控区安装有与各单元监控装置连接的可编程逻辑
控制器和微机管理控制系统。
[0017] 优选的，上述评价装置中，所述补水单元包括用管线依次连接的储备箱1、补水泵2、补水池3和集水池6，所述集水池内设置有浮球
阀5。
[0018] 优选的，上述评价装置中，所述冷却塔单元包括设置于集装箱内的
风机23、与集水池相通的冷却塔24和填料，所述冷却塔在靠近集水池的一端设置有塔底测温孔26和加药孔。
[0019] 优选的，上述评价装置中，所述监控单元还包括pH监控单元和电导监控单元。
[0020] 优选的，上述评价装置中，所述流量监控单元包括设置于热交换单元循环水入口管线上的
循环泵8、
转子流量计9、流量变送器11和流量调节阀12。
[0021] 优选的，上述评价装置中，所述温度监控单元还包括设置于塔底测温孔26的温度传感器和仪表、设置于冷却塔24接近集水池6一端的风
门控制器25。
[0022] 优选的，上述评价装置中，所述液位监控单元包括设置于补水池3中的
液位传感器4；所述pH监控单元包括设置于集水池6中的pH传感器7a；所述电导监控单元包括设置于集水池6中的电导传感器7b。
[0023] 优选的,上述评价装置中,所述监控单元还包括压力监测单元，所述压力监测单元包括设置于热交换单元循环水进出管线上的进口压力表和出口压力表。
[0024] 优选的，上述评价装置中，所述排污单元包括设置于热交换系统循环水出口管线上的电动排污阀22和设置于集水池上部的溢流口6a。
[0025] 优选的，上述评价装置中，所述加药单元包括与补水池3连接的第一
计量泵27、与冷却塔加药孔连接的第二计量泵28和加药箱。
[0026] 优选的，上述评价装置中，所述模拟监测换热器15有效长度为800mm～1200mm，模拟监测换热器15的单根传热管外径为19mm或25mm，传热管长700mm～1100mm，传热管有效传热长度为650mm～1050mm。
[0027] 优选的，上述评价装置中，所述锅炉凝汽器集成部件15’有效长度不小于1200mm，锅炉凝汽器集成部件15’内包含不少于4根传热管
串联，传热管外径选自19mm、或25mm或32mm，单根传热管长不小于1000mm，单根传热管有效传热长不小于700mm。
[0028] 优选的，上述评价装置中，所述冷却塔24塔径为350mm～500mm，塔高为1300mm～1490mm，冷却塔24冷却幅度为6℃～15℃，所述填料选自外径为20mm～50mm的塑料球形填料。
[0029] 优选的，上述评价装置中，所述各单元中与海水、浓缩循环海水或药剂直接
接触的部件的材质为耐海水腐蚀材料或耐酸
碱材料。
[0030] 本发明还提供一种一体化移动式海水循环冷却水处理药剂评价装置对化工系统中海水循环冷却水处理药剂性能的评价方法，其特征在于，包括下述步骤：开启上述评价装置，使得海水循环经由流量监控单元、腐蚀监控单元、温度监控单元和模拟监测换热器15后，进入冷却塔单元，冷却后的海水再循环回补水单元中的集水池6中；
[0031] 其中，通过流量监控单元和温度监控单元进行检测，使系统稳定的条件下，即在分别使循环海水流量、循环水进口温度和模拟监测换热器15中的蒸汽温度处于目标范围内的条件下，监测、采集腐蚀数据、污垢热阻数据和/或水质检测数据，以评价药剂控制海水腐蚀、结垢和/或菌藻生长性能；
[0032] 其中，通过液位监控单元来选择性补水。
[0033] 优选的，上述评价方法中，所述腐蚀监控单元包括设置于热交换单元循环水入口管线上的进口挂片盒10和进口腐蚀探头13，和设置于热交换单元循环水出口管线上的出口腐蚀探头20和出口挂片盒21，以及与所述腐蚀探头连接的电化学在线腐蚀测试仪；
[0034] 所述腐蚀性能监测通过腐蚀监控单元和模拟监测换热器15的传热管实现，包括下述两种方法的任一种或两种的组合：
[0035] (1)将热交换单元循环水管线上设置的进口腐蚀探头13和出口腐蚀探头20与电化学在线腐蚀检测仪连接，实现电化学在线检测；
[0036] (2)检测模拟监测换热器15中传热管、热交换单元循环水管线上的进口挂片盒10和/或出口挂片盒21中试片的失重情况，实现腐蚀失重检测。
[0037] 优选的，上述评价方法中，所述集水池6中安装有腐蚀试样，所述腐蚀性能检测还包括下述方法：检测集水池6中腐蚀试样的失重情况，实现腐蚀失重检测。
[0038] 优选的，上述评价方法中，所述冷却塔单元包括设置于集装箱内的风机23、与集水池相通的冷却塔24和填料，所述冷却塔在靠近集水池的一端设置有塔底测温孔26和加药孔；
[0039] 优选的，上述性能评价装置中，所述流量监控单元包括设置于热交换单元入口管线上的循环泵8、转子流量计9、流量变送器11和流量调节阀12；
[0040] 优选的，上述性能评价装置中，所述温度监控单元还包括设置于塔底测温孔26的温度传感器和仪表、设置于冷却塔24接近集水池6一端的风门控制器25；
[0041] 优选的，上述评价方法中，所述使循环海水流量、循环水进口温度和模拟监测换热器中的蒸汽温度处于目标范围内通过包括下述步骤的方法进行：
[0042] (1)通过安装于模拟监测换热器15上的温度传感器实现蒸汽温度的监控；
[0043] (2)通过转子流量计9和流量变送器11监测循环水流量，通过流量调节阀12自动
控制阀门开度；
[0044] (3)比对进口测温筒14测得的循环水进口温度和塔底测温孔26的温度传感器测得的塔底水温，
自动调节风门控制器25的开度，控制冷却塔进风量。
[0045] 优选的，上述评价方法中，所述蒸汽为常压
饱和蒸汽，
温度控制在98℃～102℃；所述冷却水流量按选择传热管规格，保持管内海水流速为0.8m/s～2m/s设定控制；所述循环水进口温度被控制在30℃～40℃。
[0046] 优选的，上述评价方法中，通过所述流量监控单元和温度监控单元实现污垢热阻的监测，该污垢热阻监测包括下述步骤：
[0047] (1)系统稳定时，通过进口测温筒14和出口测温筒19分别测量清洁管时冷却海水进口温度t’进和清洁管时冷却海水出口温度t’出；通过流量变送器11测量循环水流量G；通过模拟监测换热器15上安装的温度传感器测量蒸汽温度T；
[0048] (2)系统稳定后，每隔2h，通过进口测温筒14和出口测温筒19分别测量冷却海水瞬时进口温度t进和冷却海水瞬时出口温度t出，用下述公式计算污垢热阻：
[0049]
[0050] 式中，di为模拟监测换热器15中传热管内径，l为模拟监测换热器15中传热管的有效传热长度。
[0051] 本发明还提供一种一体化移动式海水循环冷却水处理药剂评价装置对电力系统中海水循环冷却水处理药剂性能的评价方法，其特征在于，包括下述步骤：开启上述评价装置，使得海水循环经由流量监控单元、腐蚀监控单元、温度监控单元和锅炉凝汽器集成部件15’后，进入冷却塔单元，冷却后的海水再循环回补水单元中的集水池6中；
[0052] 其中，通过流量监控单元和温度监控单元进行检测，使系统稳定的条件下，即在分别使循环海水流量、循环水进口温度和锅炉凝汽器集成部件15’中的电加热水温度处于目标范围内的条件下，监测、采集腐蚀数据、污垢热阻数据和/或水质检测数据，以评价药剂控制海水腐蚀、结垢和/或菌藻生长性能；
[0053] 其中，通过液位监控单元来选择性补水。
[0054] 优选的，上述评价方法中，所述腐蚀监控单元包括设置于热交换单元循环水入口管线上的进口挂片盒10和进口腐蚀探头13，和设置于热交换单元循环水出口管线上的出口腐蚀探头20和出口挂片盒21，以及与所述腐蚀探头连接的电化学在线腐蚀测试仪；
[0055] 所述腐蚀性能监测通过腐蚀监控单元和锅炉凝汽器集成部件15’中的传热管实现，包括下述步骤：
[0056] (1)将热交换单元循环水管线上的进口腐蚀探头13和出口腐蚀探头20与电化学在线腐蚀检测仪连接，实现电化学在线检测；
[0057] (2)检测锅炉凝汽器集成部件15’中传热管、热交换单元循环水管线上的进口挂片盒10和/或出口挂片盒21中试片的失重情况，实现腐蚀失重检测。
[0058] 优选的，上述评价方法中，所述集水池6中安装有腐蚀试样，所述腐蚀性能检测还包括下述方法：检测集水池6中腐蚀试样的失重情况，实现腐蚀失重检测。
[0059] 优选的，上述评价方法中，所述冷却塔单元包括设置于集装箱内的风机23、与集水池相通的冷却塔24和填料，所述冷却塔在靠近集水池的一端设置有塔底测温孔26和加药孔；
[0060] 优选的，上述评价方法中，所述流量监控单元包括设置于热交换单元入口管线上的循环泵8、转子流量计9、流量变送器11和流量调节阀12；
[0061] 优选的，上述评价方法中，所述温度监控单元还包括设置于塔底测温孔26的温度传感器和仪表、设置于冷却塔24接近集水池6一端的风门控制器25；
[0062] 优选的，上述评价方法中，所述使循环海水流量、循环水出口温度和锅炉凝汽器集成部件15’中的电加热水温度处于目标范围内通过包括下述步骤的方法进行：
[0063] (1)通过安装于锅炉凝汽器集成部件15’上的温度传感器实现电加热水温度的监控；
[0064] (2)通过转子流量计9和流量变送器11监测循环水流量，通过流量调节阀12自动控制阀门开度，实现冷却水流量的控制；
[0065] (3)比对进口测温筒14测得的循环水进口温度和塔底测温孔26的温度传感器测得的塔底水温，自动调节风门控制器25的开度，控制冷却塔进风量。
[0066] 优选的，上述评价方法中，所述电加热水的温度控制在40℃～85℃；所述冷却水流量按选择传热管规格，保持管内海水流速为0.6m/s～2m/s设定控制；所述循环水进口温度被控制在35℃～42℃。
[0067] 优选的，上述评价方法中，通过所述流量监控单元和温度监控单元实现污垢热阻监测，包括下述步骤：
[0068] (1)系统稳定时，通过进口测温筒14和出口测温筒19分别测量清洁管时冷却海水进口温度t’进和清洁管时冷却海水出口温度t’出；通过流量变送器11测量循环水流量G；通过锅炉凝汽器集成部件15’上安装的温度传感器测量电热水温度T；
[0069] (2)系统稳定后，每隔2h，通过进口测温筒14和出口测温筒19分别测量冷却海水瞬时进口温度t进和冷却海水瞬时出口温度t出，用下述公式计算污垢热阻：
[0070]
[0071] 式中，di为锅炉凝汽器集成部件15’中传热管内径，n为传热管的根数，l为锅炉凝汽器集成部件15’中单根传热管的有效传热长度。
[0072] 优选的，上述评价方法中，所述评价装置还包括排污单元，其包括设置于热交换单元循环水出口管线上的电动排污阀22和设置于集水池上部的溢流口6a；所述监控单元还包括pH监控单元和电导监控单元；
[0073] 优选的，上述评价方法中，该评价方法还包括通过排污单元和监控单元中的电导检测单元实现排污工序，其包括下述步骤：通过电导监控单元控制循环海
水电导率为(30～100)ms/cm±(50～500)us/cm，控制电动排污阀22的开关，以实现排污。
[0074] 优选的，上述评价方法中，所述排污工序包括下述步骤：
[0075] (1)外接
净化海水由海水储备箱1，经补水泵2输送到补水池3，海水再通过补水管到集水池实现补水；其中补水池3上设置有液位传感器4，当监测海水液位到低限时，补水泵自动开启补水，当监测海水液位到高限时，补水泵自动关闭停补水；并通过集水池上设置的浮
球阀5稳定控制集水池6液位和补水，当浮球阀出现故障导致集水池液位上升超过正常控制限时，通过集水池溢流口6a排水，此时集水池的液位变化超过正常水平发出报警
信号；
[0076] (2)根据实验室水处理方案和工程设计要求，设定海水浓缩倍数N，控制浓缩倍数N±0.2或N±0.05，对应设定循环海水的电导率控制上下限，当浓缩倍数或电导率超过上限时，电动排污阀22自动打开，当浓缩倍数或电导率到达下限时，电动排污阀22自动关闭，实现自动排污和浓缩倍数的稳定控制。
[0077] 优选的，上述评价方法中，所述评价装置还包括加药单元，其包括与补水池3连接的第一计量泵27和与冷却塔加药孔连接的第二计量泵28和加药箱。
[0078] 优选的，上述评价方法中，所述液位监控单元包括设置于补水池中的液位传感器4；所述pH监控单元包括设置于集水池6中的pH传感器7a；所述电导监控单元包括设置于集水池6中的电导传感器7b；
[0079] 优选的，上述评价方法中，该评价方法还包括加药工序，其通过加药单元、补水单元中的补水池3、以及监控单元中的液位监控单元和pH监控单元实现，包括下述步骤：
[0080] (1)在补水池海水液位从低限到高限自动补水过程中，第一计量泵27按海水补水量自动成比例投加海水
缓蚀阻垢剂；
[0081] (2)根据海水、循环水水质情况和水处理方案实施需求，设定循环海水控制pH值±0.1或pH值±0.05，当检测循环水pH值超过上限或下限时，第二计量泵28自动投加酸或碱；
[0082] (3)海水菌藻杀生剂通过人工或自动投加设备，定期按循环水系统容积成比例投加到集水池6中。
[0083] 优选的，上述评价方法中，该评价方法还包括水质监测工序，其包括下述任一种或者二种以上的步骤：
[0084] (1)试验过程中，用所述pH监控单元和电导监控单元分别监测循环海水的pH值和电导率；
[0085] (2)试验过程中，实验室同步检测海水、循环海水的
浊度、碱度、氯离子、
钙离子、镁离子或
铁离子含量；
[0086] (3)试验过程中，定期检测海水、循环海水中微生物的含量。
[0087] 利用上述装置和方法进行海水循环冷却水处理药剂性能评价的过程是：集水池中海水经过循环泵进入转子流量计，通过流量调节阀进入进口腐蚀挂片盒和进口腐蚀快速测试仪监测系统水质腐蚀情况，然后进入模拟监测换热器或锅炉凝汽器集成部件的传热管，传热管与锅炉中产生的饱和蒸汽或热水进行热交换，升温后再次流经出口腐蚀挂片盒和出口腐蚀快速测试仪监测系统水质腐蚀，加热的海水进入冷却塔系统，流
过冷却塔内填料进行冷却后流回集水池，集水池中的补水由补水池进行补给，随着自然
蒸发系统水浓缩后电导率升高，通过
电动阀自动排污系统进行排污，海水储备箱通过补水泵对补水池进行补给；通过仪表监测系统和电脑控制系统实时记录换热管污垢热阻、系统水电导率、pH值等参数，待污垢热阻值出现平台持续两天时完成试验，做出水处理药剂性能评价和方案设计。
[0088] 与现有技术相比，本发明的有益效果是：整套装置依据海水特性研发，设计科学、监控技术先进，可有力服务于海水循环冷却技术及其产品的综合评价与检验，同时为新型海水循环冷却水处理技术的研发与工业应用提供了更为有效的
硬件支撑平台。本发明整套装置布置于一个整体的集装箱里，不仅利于运输，而且整体运输到现场即可投入使用。本发明可以实现循环水处理工艺多参数(温度、流量、压力、pH值、电导率、腐蚀速率、污垢热阻等)在线监测、多任务(加药、排污、补水、液位、水平衡等)的自动化控制，适用范围更广，自控性更强，监测手段更灵敏。
附图说明
[0089] 图1为一体化移动式海水循环冷却水处理药剂性能评价装置。
[0090] 图中，1.海水储备箱(下位水箱)、2.补水泵、3.补水池(上位水箱)、4.液位传感器、5.浮球阀、6.集水池、6a.集水池的溢流口、7a.pH传感器、7b.电导传感器、8.循环泵、9.转子流量计、10.进口挂片盒、11.流量变送器、12.流量调节阀、13.进口腐蚀探头、14.进口测温筒、15.模拟监测换热器、15′.锅炉凝汽器集成部件、16.蒸汽冷凝器、17a.第一流量开关、
17b.第二流量开关、18.热水泵、19.出口测温筒、20.出口腐蚀探头、21.出口挂片盒、22.电动排污阀、23.风机、24.冷却塔、25.风门控制器、26.塔底测温孔、27.第一计量泵、28.第二计量泵。
[0091] 图2为本发明所述评价装置用于电力系统海水循环冷却水处理药剂性能评价的装置
流程图。
[0092] 图3为本发明所述评价装置用于化工系统海水循环冷却水处理药剂性能评价的装置流程图。
具体实施方式
[0093] 本发明是鉴于目前国内尚没有用于评价海水循环冷却系统水处理药剂性能的相关装置及标准或方法的
基础上，经
发明人锐意研究后提出的，在一种优选的实施方式中：在实验室或工程现现场条件下，用常压饱和水蒸汽或热水介质加热模拟监测换热器或模拟凝汽器，模拟海水循环冷却水现场的流速、水质、金属材质、换热强度、冷却水进出口温度等工况，监测系统浓缩倍数、电导率值、pH值、水处理药剂浓度等主要工艺参数，评定海水水处理剂的缓蚀、阻垢和杀生性能，确定最佳水处理方案，实现对海水腐蚀、结垢、菌藻控制效果的综合评价；装置主要包括换热器(模拟监测换热器或模拟凝汽器)、锅炉(提供常压饱和蒸汽或热水)、冷却塔、集水池、海水泵、管路，以及自动加药系统、自动补水系统、自动排污系统、工艺参数
监控系统和微机管理控制系统等部分，所述作为锅炉的锅炉凝汽器集成部件15′为电力、化工系统共用，通过必要的管路、阀切换或隔断，可以产生常压饱和水蒸汽或电加热水，分别服务于电力、化工系统；电力系统模拟凝汽器15′有效长度不小于1200mm，模拟凝汽器15′的多根传热管按φ19、φ25、φ32设计，每次试验选择其中一种规格，且不少于4根传热管串联，单根传热管长不小于1000mm，单根传热管有效传热长不小于700mm；化工系统模拟监测换热器15有效长度800mm～1200mm，模拟监测换热器15的单根传热管按φ19、φ25设计，每次试验选择其中一种规格，传热管长700mm～1100mm，传热管有效传热长650mm～1050mm；所述冷却塔系统包括塔体、喷淋装置、填料、风机、集水池等构成，风机23为防爆全封闭
轴流风机，
通风管接到集装箱之外，风机23和通风管的连接采用一体连接，通过悬挂式连接到集装箱顶部，90。弯头通风管处与冷却塔上端通过软连接实现；冷却塔24塔体由透明有机玻璃制作，塔径350mm～500mm，塔高1300mm～1490mm，塔体设置进风口、填料进出手孔、操作孔，塔底设置1个测温孔，2～3个加药孔，塔内喷淋头用工程塑料管件打小孔均匀分布加工制成，填料用φ20～φ50塑料球形填料，填料
支架用316L
不锈钢；冷却塔冷却幅度6℃～15℃。
[0094] 本发明中所述补水池3材质为耐海水工程塑料，支架及面板用不锈钢，并做喷塑处理；所述集水池6水箱中设置腐蚀、电导和pH监测支架，所述集水池材质为耐海水工程塑料，液位稳定控制且自动补水；电导和pH传感器设置在集水池里。所述集水池6、实验平台的有关金属支承结构采用不锈钢；水箱支架受集装箱安装高度的限制，
箱体直接落地于地面
角钢架里，角钢架与集装箱底面钢板下的横梁上固定连接，且可拆卸；所述支承结构材料用不锈钢，厚度为1.2～1.5的三角钢或方管；关键承重设备的支承结构不锈钢规格选择满足系统工艺
载荷要求；其他与海水间接或直接接触的设备部位用非金属材料或耐海水不锈钢(如316、316L)。所述管件系统中的循环水管道及配件，包括循环水管道、阀门、连接件全部采用耐海水材料(如UPVC)，主管路管径用DN25、DN32，辅管路用DN20，自然溢
流管用DN32。进口挂片盒10和出口挂片盒21直径为Φ40，材质选用有机玻璃制作，挂片器内可挂6个试片。所述的集装箱分试验操作区和电控区两部分，中间用钢化玻璃墙(门)隔开，箱体采用
隔热保温，外
喷涂耐海洋大气防腐涂料，内部墙面和顶部用彩钢板，箱底平面做衬胶防腐处理，试验区地面中央留排水槽，配置高效冷暖
空调，保证试验测试环境条件。
[0095] 本发明的工作原理是：集水池中海水经过循环泵依次进入转子流量计、进口挂片盒、流量变送器、流量调节阀、进口腐蚀探头、进口测温筒后进入模拟凝汽器(电力)或模拟监测换热器(化工)的传热管，传热管与锅炉产生的热水或热蒸汽进行热交换，海水升温后进入出口测温筒、出口腐蚀探头、出口挂片盒后进入海水冷却塔，经风机抽风，热海水流过海水冷却塔填料发生传热传质交换冷却降温后流回集水池，所述的模拟凝汽器的电加热水，经旁路流量开关、热水泵循环流入模拟凝汽器，所述的从锅炉中产生的常压饱和蒸汽与模拟监测换热器发生热交换后的尾汽，经蒸汽冷凝器冷却形成冷凝水回到锅炉中；集水池中的补水由补水池补给，海水储备箱通过补水泵对补水池进行补给。随着自然蒸发系统水浓缩后电导率升高，浓缩至要求的浓缩倍数后开始启用自动加药系统，系统水浓缩倍数超过设定值后，微机控制系统通过监测电导率开启电动阀自动排污系统进行排污以保证系统水浓缩倍数运行稳定。通过仪表监测系统和电脑控制系统实时记录腐蚀速率、污垢热阻、系统水电导率、pH值等参数完成水处理药剂性能的评价。
[0096] 本发明的试验过程是：集水池6中海水经过循环泵8进入转子流量计9，通过流量调节阀进入进口腐蚀挂片盒10和进口腐蚀探头13监测系统水质腐蚀情况，然后进入模拟监测换热器15或模拟凝汽器15′的传热管，传热管与锅炉中产生的饱和蒸汽或热水进行热交换，升温后再次流经出口腐蚀挂片盒21和出口腐蚀探头20监测系统水质腐蚀，加热的海水进入冷却塔系统24，流过冷却塔内填料进行冷却后流回集水池6，集水池中的补水由补水池进行补给，随着自然蒸发系统水浓缩后电导率升高，通过电动阀自动排污系统进行排污，海水储备箱通过补水泵对补水池进行补给；通过仪表监测系统和电脑控制系统实时记录换热管污垢热阻、系统水电导率、pH值等参数，待污垢热阻值出现平台持续两天时完成试验，做出水处理药剂性能评价和方案设计。
[0097] 其中，腐蚀监测系统由进出口挂片盒(10和21)和集水池6中的腐蚀试样(试片)、模拟监测换热器15和模拟凝汽器15′中的传热管、进出口腐蚀探头(13和20)和电化学在线腐蚀测试仪等组成，通过腐蚀失重和电化学在线监测技术评价海水水处理药剂控制海水腐蚀的性能；污垢热阻监测系统由进出口测温筒(14和19)和模拟监测换热器15及模拟凝汽器15′上的温度传感器及仪表、流量变送器11和流量调节阀12等组成，通过稳定控制循环水进口温度、蒸汽或热水温度、循环水流量等参数，计算得出污垢热阻(清洁度)评价海水水处理药剂控制海水结垢的性能；水质检测包括pH值、电导率、浊度、碱度、氯离子、钙离子等项目和微生物取样检测，通过海水和循环水水质检测与监测，以判断评价海水水处理药剂控制海水腐蚀、结垢和菌藻生长性能。
[0098] 在本发明的另一种实施方式中，本发明提供一种一体化移动式海水循环冷却水处理药剂性能评价装置及试验方法，其特征是：整个装置布局在集装箱中，在工程现场条件下，分别模拟电力、化工海水循环冷却系统的流速、水质、金属材质、换热强度和温度等参数，以评定海水水处理剂的缓蚀、阻垢和杀生性能，评价确定最佳水处理方案。
[0099] 其中，上述一体化移动式海水循环冷却水处理药剂性能评价装置为1套电力系统和1套化工系统的一体化集成，其中：
[0100] (1)电力系统中集水池6中海水经过循环泵8依次进入转子流量计9、进口挂片盒10、流量变送器11、流量调节阀12、进口腐蚀探头13、进口测温筒14后进入模拟凝汽器15′的传热管，传热管与模拟凝汽器15′的电加热水进行热交换，海水升温后流出模拟凝汽器15′进入出口测温筒19、出口腐蚀探头20、出口挂片盒21后进入海水冷却塔24，经风机23抽风，热海水流过海水冷却塔24填料发生传热传质交换冷却降温后流回集水池6，所述的模拟凝汽器15′的电加热水，经旁路第一流量开关17a、热水泵18循环流入模拟凝汽器15′；
[0101] (2)化工系统中集水池6中海水经过循环泵8依次进入转子流量计9、进口挂片盒10、流量变送器11、流量调节阀12、进口腐蚀探头13、进口测温筒14后进入模拟监测换热器
15的传热管，传热管与锅炉15′中产生的常压饱和蒸汽进行热交换，海水升温后流出模拟监测换热器15进入出口测温筒19、出口腐蚀探头20、出口挂片盒21后进入海水冷却塔24，经风机23抽风，热海水流过海水冷却塔24填料发生传热传质交换冷却降温后流回集水池6，所述的从锅炉15′中产生的常压饱和蒸汽与模拟监测换热器15发生热交换后的尾汽，经蒸汽冷凝器16冷却形成冷凝水回到锅炉15′中；
[0102] (3)集水池6中的补水由补水池3进行补给，海水储备箱1通过补水泵2对补水池3进行补水；
[0103] 其中，上述一体化移动式海水循环冷却水处理药剂性能评价装置包括补水系统、热交换系统、冷却塔系统、排污系统、加药系统、流量控制系统和温度控制系统，其特征是：
[0104] (1)补水系统：由海水储备箱1、补水泵2、补水3、液位传感器4、浮球阀5、集水池6和补水管线等构成，控制补水池3和集水池6液位，实现自动补水；
[0105] (2)热交换系统：作为锅炉的锅炉凝汽器集成部件15′为电力、化工系统共用，通过必要的管路、阀切换或隔断，可以产生常压饱和水蒸汽或电加热水，分别服务于电力、化工系统；电力系统模拟凝汽器15′有效长度不小于1200mm，模拟凝汽器15′的多根传热管按φ19、φ25、φ32设计，不少于4根传热管串联，单根传热管长不小于1000mm，单根传热管有效传热长不小于700mm；化工系统模拟监测换热器15有效长度800mm～1200mm，模拟监测换热器15的单根传热管按φ19、φ25设计，传热管长700mm～1100mm，传热管有效传热长650mm～
1050mm；
[0106] (3)冷却塔系统：由风机23、冷却塔24、风门控制器25、集水池6和填料等构成，风机23为防爆全封闭轴流风机，通风管接到集装箱之外，风机23和通风管的连接采用一体连接，通过悬挂式连接到集装箱顶部，90°弯头通风管处与冷却塔上端通过软连接实现；冷却塔24塔体由透明有机玻璃制作，塔径350mm～500mm，塔高1300mm～1490mm，塔体设置进风口、填料进出手孔、操作孔，塔底设置1个测温孔，2～3个加药孔，塔内喷淋头用工程塑料管件打小孔均匀分布加工制成，填料用φ20～φ50塑料球形填料，填料支架用316L不锈钢；冷却塔冷却幅度6℃～15℃；
[0107] (4)排污系统：由海水电导传感器7b及仪表、电动排污阀22、集水池6的溢流口和管线等组成，随着自然蒸发系统海水浓缩后电导率升高，通过监测循环海水电导率自动控制电动排污阀22开启状态，实现排污控制补水量、排污量和浓缩倍数；
[0108] (5)加药系统：由海水储备箱1、补水泵2、补水池3、液位传感器4、pH传感器7a、第一计量泵27、第二计量泵28、加药箱和管线等构成，控制补水池3液位和循环水pH值，实现药剂自动投加；
[0109] (6)流量控制系统：由循环泵8、转子流量计9、流量变送器11、流量调节阀12等组成，设定试验流量，通过转子流量计9、流量变送器11监测循环水流量，流量调节阀12自动控制阀门开度，流量控制误差在±(1％～2％)内；
[0110] (7)温度控制系统：由风门控制器25、进口测温筒14和塔底测温孔26的温度传感器及仪表等构成，设定循环水进口温度为30℃～40℃范围的某值，控制误差在±0.2℃内，监测比对循环水进口和塔底水温，自动调节风门控制器25开度，控制冷却塔进风量，实现循环水进口温度稳定控制。
[0111] 即，上述一体化移动式海水循环冷却水处理药剂性能评价装置包括补水系统、热交换系统、冷却塔系统、排污系统、加药系统、流量控制系统和温度控制系统，其特征是，所述的各系统中与海水、浓缩海水、药剂直接接触部件均选用耐海水腐蚀材料、耐酸碱材料；所述的各系统连接PLC和微机管理控制系统，实现系统运行管理集成控制。
[0112] 上述评价装置的试验方法的特征是：通过模拟实际海水循环冷却系统工况，监测控制工艺运行过程，评价海水水处理药剂控制海水腐蚀、结垢、菌藻生长性能，设计水处理方案。
[0113] 上述评价装置的试验方法的特征是：海水水处理药剂性能评价系统包括腐蚀监测系统、污垢热阻(或清洁度)监测系统和水质检测，具体特征：
[0114] (1)腐蚀监测系统由进出口挂片盒(10和21)和集水池6中的腐蚀试样(试片)、模拟监测换热器15和模拟凝汽器15′中的传热管、进出口腐蚀探头(13和20)和电化学在线腐蚀测试仪等组成，通过腐蚀失重和电化学在线监测技术评价海水水处理药剂控制海水腐蚀的性能；
[0115] (2)污垢热阻(或清洁度)监测系统由进出口测温筒(14和19)和模拟监测换热器15及模拟凝汽器15′上的温度传感器及仪表、流量变送器11和流量调节阀12等组成，通过稳定控制循环水进口温度、蒸汽或热水温度、循环水流量等参数，计算得出污垢热阻(或清洁度)评价海水水处理药剂控制海水结垢的性能，其中污垢热阻的计算公式：
[0116]
[0117] 式中：
[0118] rsj——瞬时污垢热阻，单位为平方米摄氏度每瓦(m2·℃/W)；
[0119] G——冷却海水流量，单位为千克每小时(kg/h)；
[0120] t进——冷却海水瞬时进口温度，单位为摄氏度(℃)；
[0121] t出——冷却海水瞬时出口温度，单位为摄氏度(℃)；
[0122] t'进——清洁管时冷却海水进口温度，单位为摄氏度(℃)；
[0123] t'出——清洁管时冷却海水出口温度，单位为摄氏度(℃)；
[0124] T——蒸汽(或热水)温度，单位为摄氏度(℃)；
[0125] di——传热管内径，单位为米(m)；
[0126] n——传热管的根数；
[0127] l——单根传热管有效传热长度，单位为米(m)。
[0128] (3)水质检测包括pH值、电导率、浊度、碱度、氯离子、钙离子、镁离子、铁离子等项目和微生物取样检测，通过海水和循环水水质检测与监测，以判断评价海水水处理药剂控制海水腐蚀、结垢和菌藻生长性能。
[0129] 此外，本发明所述一体化移动式海水循环冷却水处理药剂性能评价装置可用于实际监测，也可作为模拟装置，模拟不同的化工系统或电力系统中海水循环冷却水的冷却系统工况，检测控制工艺运行过程，评价海水水处理药剂性能。
[0130] 下面通过具体
实施例来进一步说明本发明所述一体化移动式海水循环冷却水处理药剂性能评价装置及试验方法。
[0131] 在下面的实施例中，所用的各
试剂和仪器的型号和来源如表1和表2所示。
[0132] 表1 实施例中所用试剂及型号信息表
[0133]
[0134] 表2 实施例中所用设备信息表
[0135]设备名称 型号/规格/材料 厂家/供货商
液位传感器 压力式SW型，316L 天津市蓝十字水处理公司
浮球阀 最大过流量50L/h，PVC 天津市蓝十字水处理公司
pH传感器 GF，量程0～14 天津市蓝十字水处理公司
电导传感器 GF，量程0～199ms/cm 天津市蓝十字水处理公司
[0136]流量变送器 0～3m3/h，四氟衬，
钛电极 天津市蓝十字水处理公司
流量调节阀 0～3m3/h，316L 天津市蓝十字水处理公司
腐蚀探头 三电极系统 天津市蓝十字水处理公司
电化学在线腐蚀测试仪 多通道型电化学工作站 天津市蓝十字水处理公司
[0137] 实施例一
[0138] 本发明所述一体化移动式海水循环冷却水处理药剂评价装置可用于电力系统或化工系统，或用于模拟电力系统或化工系统的海水循环冷却水处理药剂性能评价。
[0139] 电力系统一体化移动式海水循环冷却水处理药剂性能评价装置如图2所示，所述装置设置于集装箱(9000mm×2300mm×2900mm)内，具体包括下述单元：
[0140] (1)补水单元：包括海水储备箱1、补水泵2、补水池3、浮球阀5、集水池6和补水管线。补水管线依次连接海水储备箱、补水泵、补水池和集水池，浮球阀安装于集水池内，控制补水池和集水池液位，实现自动补水。
[0141] 所述补水池材质为PVC，支架及面板材质为304不锈钢，并做喷塑处理；所述集水池材质为PVC，液位稳定控制且自动补水。所述集水池6、实验平台的有关金属支承结构采用304不锈钢；支承结构材料用304不锈钢，厚度为1.2的三角钢或方管。
[0142] (2)热交换单元：包括凝汽器15’、第一流量开关17a和热水泵18。所述凝汽器15’内部设置有电加热元件，在电力系统中提供电加热水。
[0143] 所述凝汽器(1300mm×630mm×600mm，304不锈钢)中含6根传热管串联，传热管直径为25mm，单根传热管长度为1200mm，单根传热管有效传热长度为1000mm。
[0144] (3)冷却塔单元：包括风机23、冷却塔24和填料。
[0145] 所述风机为防爆轴流风机(3600m3/h)，通风管(直径300mm，304不锈钢)接到集装箱之外，风机和通风管的连接采用一体连接，通过悬挂式连接到集装箱顶部，90°弯头通风管处与冷却塔上端通过软连接；冷却塔的塔径450mm，塔高1470mm，塔体设置进风口、填料进出手孔、操作孔，塔底设置1个测温孔，3个加药孔，塔内喷淋头材质为PVC，打小孔均匀分布加工制成，填料用φ50PVC塑料球形填料，填料支架用316L不锈钢；冷却塔冷却幅度6℃～15℃；
[0146] (4)排污单元：包括电导传感器7b及仪表、电动排污阀22、集水池的溢流口6a和管线。
[0147] 随着自然蒸发系统海水浓缩后电导率升高，通过检测循环海水电导率自动控制电动排污阀开启状态，实现排污控制补水量、排污量和浓缩倍数。
[0148] (5)加药单元：包括第一计量泵27、第二计量泵28、加药箱和管线。所述第一计量泵和第二计量泵入口与加药箱连接，出口通入冷却塔的加药孔。控制补水池液位和循环水pH值，实现药剂自动投加。
[0149] (6)监控单元：包括流量监控单元、温度监控单元、腐蚀监控单元、液位监控单元、pH监控单元和电导监控单元。
[0150] (i)流量监控单元：包括循环泵8、转子流量计9、流量变送器11、流量调节阀12。其中，所述循环泵与集水池连接，所述转子流量计、流量变送器和流量调节阀依次安装于热交换单元循环水入口的管线上。
[0151] 设定试验流量，通过转子流量计9、流量变送器11检测循环水流量，流量调节阀12自动控制阀门开度，流量控制误差在±1％内。
[0152] (ii)温度监控单元：包括安装于冷却塔接近集水池的一端的风门控制器25、进口测温筒14、出口测温筒19、塔底测温孔26的温度传感器和仪表、设置于模拟监测换热器15上的温度传感器和设置于模拟凝汽器15’上的温度传感器。其中，所述进口测温筒安装于热交换单元循环水入口的管线上，所述出口测温筒19安装于热交换单元循环水出口的管线上。
[0153] (iii)腐蚀监控单元：在转子流量计9和流量变送器11之间设置有进口挂片盒10，流量调节阀12和进口测温筒14之间设置有进口腐蚀探头13，出口测温筒19和冷却塔顶端入口之间依次设置有出口腐蚀探头20和出口挂片盒21。
[0154] (iv)液位监控单元：包括设置于补水池3中的液位传感器4和集水池6中液位传感器。
[0155] (v)pH监控单元：包括设置于集水池6中的pH传感器7a。
[0156] (vi)电导监控单元：包括设置于集水池6中的电导传感器7b。
[0157] 电力系统评价装置的试验过程为：集水池6中海水经过循环泵8依次进入转子流量计9、进口挂片盒10、流量变送器11、流量调节阀12、进口腐蚀探头13、进口测温筒14后进入模拟凝汽器15’的传热管，传热管与模拟凝汽器的电加热水进行热交换，海水升温后流程模拟凝汽器进入出口测温筒19，出口腐蚀探头20、出口挂片盒21后进入海水冷却塔，经风机23抽风，热海水流过海水冷却塔24填料发生传热传质交换冷却降温后流回集水池，所述的模拟凝汽器的电加热水，经旁路第一流量开关17a、热水泵18循环流入模拟凝汽器。其中，集水池6中的补水由补水池3进行补给，海水储备箱1通过补水泵对补水池进行补水。
[0158] 化工系统一体化移动式海水循环冷却水处理药剂性能评价装置如图3所示，包括补水单元、热交换单元、冷却塔单元、排污单元、加药单元和监控单元，整套装置与上述电力系统相似，不同之处仅在于热交换系统。
[0159] 化工系统评价装置的热交换系统：包括模拟监测换热器15，锅炉15’和蒸汽冷凝器16。所述锅炉15’内部设置有电加热元件，在化工系统中作为锅炉，为模拟监测换热器15提供热蒸汽；所述模拟换热器包括壳体和贯穿壳体的传热管，在模拟监测换热器的轴向两端分别设置有循环水的进口和出口，在管壁设置有蒸汽的进汽口和出汽口。所述蒸汽进口与锅炉相通，所述蒸汽出口与蒸汽泠凝器相通，热蒸汽经冷却后形成冷凝水回到锅炉。
[0160] 其中，锅炉和模拟监测换热器外壁用
石棉保温材料保温，模拟监测换热器(直径70mm，304不锈钢)有效长度为1000mm，单根传热管直径为19mm，壁厚2mm，传热管长度为
900mm，单根传热管有效传热长度为800mm；
[0161] 其中，锅炉尺寸为：1100mm×630mm×600mm，材质为304不锈钢，蒸汽冷凝器尺寸为：直径70mm，长850mm，材质为304不锈钢。
[0162] 化工系统评价装置的试验过程为：集水池6中海水经过循环泵8依次进入转子流量计9、进口挂片盒10、流量变送器11、流量调节阀12、进口腐蚀探头13、进口测温筒14后进入模拟监测换热器15的传热管，传热管与锅炉中产生的常压饱和蒸汽进行热交换，海水升温后流出模拟换热器15进入出口测温筒19、出口腐蚀探头20、出口挂片盒21后进入海水冷却塔24，经风机23抽风，热海水流过海水冷却塔填料发生传热传质交换冷却降温后流回集水池，所述的从锅炉15’中产生的常压饱和蒸汽与模拟监测换热器15发生热交换后的尾气，经蒸汽冷凝器16冷却形成冷凝水回到锅炉中。其中，集水池6中的补水由补水池3进行补给，海水储备箱1通过补水泵对补水池进行补水。
[0163] 实施例二
[0164] 采用实施例一所述化工系统一体化海水循环冷却水处理药剂性能评价装置对化工系统海水循环冷却水处理药剂进行腐蚀监测，具体步骤为：
[0165] (1)进口挂片盒和出口挂片盒分别放置普通
碳钢试片6片(50mm×25mm×2mm)，选取天津北疆海水(水质见表3)进行补水，先开启循环水泵，再开启锅炉和蒸汽冷凝器；
[0166] 表3 天津北疆海水水质数据
[0167]分析项目 pH值 电导率(μs/cm) M碱度(mg/L) 浊度(mg/L)
数值 7.31 3.99×104 123 13
分析项目 Ca2+(mg/L) Mg2+(mg/L) SO42－(mg/L) Cl－(mg/L)
数值 380 1161 2478 17403
[0168] (2)控制蒸汽温度达到(100±0.2)℃、冷却水流量达到(600±6)kg/h和进口水温达到(32±0.2)℃范围从而使系统稳定；
[0169] (3)集水池容积为500L,试验系统容积200L，控制补水池和集水池液位，实现自动补水。随着自然蒸发系统海水浓缩后电导率升高，通过检测循环海水电导率自动控制电动排污阀开启状态，实现排污控制补水量、排污量和浓缩倍数。试验设计浓缩倍数为2.0±0.2，控制循环海水电导率为80ms/cm±200us/cm实现排污控制补水量、排污量和浓缩倍数。
补水池每次自动补水为90L，累积达到200L，循环水浓缩倍数基本达到2.0，系统进入正常运行阶段。从原海水到浓缩稳定运行过程中，其他监控装置的数据如表4所示：
[0170] 表4 实施例二化工系统稳定时的工艺参数
[0171]测定项目 浓缩运行开始 达到浓缩倍数
pH值(7a) 7.36 8.34
电导率(7b) 41ms/cm 80ms/cm
转子流量计9测定值 600kg/h 600kg/h
流量变送器11测定值 603kg/h 600kg/h
进口腐蚀探头13测定值 0.038mm/a 0.029mm/a
进口测温筒14测定值 31.92 32.02
出口测温筒19测定值 42.36 42.32
出口腐蚀探头20测定值 0.042mm/a 0.037mm/a
浓缩倍数 1.01 2.03
[0172]蒸汽温度 99.92℃ 100.00℃
[0173] (4)试验过程中，控制补水池液位和循环水pH值，实现药剂自动投加。在补水池海水液位从低限到高限自动补水过程中，第一计量泵每次按海水补水量90L自动成比例投加90ml SW103型海水缓蚀剂(表1)；设定控制循环海水pH值为8.3±0.1，当检测循环水pH值超过8.4第二计量泵自动投加酸，当检测循环水pH值低于8.2第二计量泵自动关闭。待系统稳定运行15天后，腐蚀失重测得进口挂片盒和出口挂片盒中试片的腐蚀率分别为0.023mm/a、
0.032mm/a，模拟监测换热器的传热管的腐蚀率为0.044mm/a。
[0174] 实施例三
[0175] 采用实施例一所述化工系统一体化移动式海水循环冷却水处理药剂评价装置对化工系统海水循环冷却水处理药剂进行污垢热阻监测，具体步骤为：
[0176] (1)在模拟监测换热器安装1根直径为19mm，壁厚2mm的
碳钢管，有效传热长度为800mm，选取天津北疆海水(水质见表3)进行补水，开启循环水泵，进行阻垢缓蚀剂基础投加，再开启锅炉和蒸汽冷凝器；
[0177] (2)控制蒸汽温度达到(100±0.2)℃、冷却水流量达到(600±6)kg/h和进口水温达到(32±0.2)℃达到目标范围从而使系统稳定；
[0178] (3)试验系统容积200L，控制补水池和集水池液位，实现自动补水。随着自然蒸发系统海水浓缩后电导率升高，通过检测循环海水电导率自动控制电动排污阀开启状态，实现排污控制补水量、排污量和浓缩倍数。试验设计浓缩倍数为2.0±0.2，控制循环海水电导率为80ms/cm±200us/cm实现排污控制补水量、排污量和浓缩倍数。补水池每次自动补水为90L，累积达到200L，循环水浓缩倍数基本达到2.0，系统进入正常运行阶段。从原海水到浓缩稳定运行过程中，其他监控装置的数据如表5所示：
[0179] 表5 实施例三化工系统稳定时的工艺参数
[0180]测定项目 浓缩运行开始 达到浓缩倍数
pH值(7a) 7.35 8.32
电导率(7b) 41ms/cm 81ms/cm
转子流量计9测定值 600kg/h 600kg/h
流量变送器11测定值 596kg/h 604kg/h
进口测温筒14测定值 31.92 32.00
出口测温筒19测定值 42.36 42.32
[0181]浓缩倍数 1.01 2.04
蒸汽温度 99.92℃ 100.00℃
[0182] (4)试验过程中，控制补水池液位和循环水pH值，实现药剂自动投加。在补水池海水液位从低限到高限自动补水过程中，第一计量泵每次按海水补水量90L自动成比例投加90ml SC210海水阻垢分散剂(表1)；设定控制循环海水pH值为8.3±0.1，当检测循环水pH值超过8.4第二计量泵自动投加酸，当检测循环水pH值低于8.2第二计量泵自动关闭。待系统稳定运行后，每2h自动监测采集一次工艺参数，用上述污垢热阻的计算公式检测海水循环冷却水的瞬时污垢热阻随时间的变化，待曲线出现平台超过2天后停止试验，测定年污垢热阻为0.65×10-4m2·℃/W。
[0183] 实施例四
[0184] 采用实施例一所述化工系统一体化海水循环冷却水处理药剂性能评价装置对化工系统海水循环冷却水处理药剂进行水质检测，具体步骤为：
[0185] (1)工艺操作和系统运行参数同实施例二和实施例三；
[0186] (2)试验过程中，控制补水池液位和循环水pH值，实现缓蚀剂、阻垢剂的自动投加。在补水池海水液位从低限到高限自动补水过程中，第一计量泵每次按海水补水量90L自动成比例投加90ml SW103型和SC210混合的海水缓蚀阻垢剂(表1)；设定控制循环海水pH值为
8.3±0.1，当检测循环水pH值超过8.4第二计量泵自动投加酸，当检测循环水pH值低于8.2第二计量泵自动关闭；杀生剂SW303在浓缩运行前的基础投加按系统容积200L计，投加量
15mg/L，到达浓缩倍数正常运行阶段，按系统容积200L计，投加量15mg/L，每3天投加1次，不同阶段，杀生剂均直接投加到集水池中。
[0187] 试验在浓缩运行前(原海水)和到达浓缩倍数(2.0±0.2)正常运行时的典型水质检测结果见表6。
[0188] 表6 实施例四化工系统运行时典型水质检测结果
[0189]
[0190]
[0191] 同时检测腐蚀性能和阻垢性能，结果表明：进口挂片盒和出口挂片盒中试片的腐-4 2蚀率分别为0.025mm/a、0.034mm/a，年污垢热阻为0.62×10 m·℃/W。
[0192] 实施例五
[0193] 采用实施例一所述电力系统一体化移动式海水循环冷却水处理药剂性能评价装置对电力系统海水循环冷却水处理药剂进行腐蚀检测，具体步骤为：
[0194] (1)进口挂片盒和出口挂片盒分别放置钛
合金试环6片(直径25mm，宽度15mm，壁厚0.5mm)，选取天津北疆海水(水质见表3)进行补水，先开启循环水泵，再开启模拟凝汽器；
[0195] (2)控制热水温度达到(80±0.5)℃、冷却水流量达到(1000±10)kg/h和进口水温达到(37±0.2)℃范围从而使系统稳定；
[0196] (3)集水池容积为500L,试验系统容积500L，控制补水池和集水池液位，实现自动补水。随着自然蒸发系统海水浓缩后电导率升高，通过检测循环海水电导率自动控制电动排污阀开启状态，实现排污控制补水量、排污量和浓缩倍数。试验设计浓缩倍数为2.0±0.2，控制循环海水电导率为80ms/cm±200us/cm实现排污控制补水量、排污量和浓缩倍数。
补水池每次自动补水为90L，累积达到500L，循环水浓缩倍数基本达到2.0，系统进入正常运行阶段。从原海水到浓缩稳定运行过程中，其他监控装置的数据如表7所示：
[0197] 表7 实施例五电力系统稳定时的工艺参数
[0198]测定项目 浓缩运行开始 达到浓缩倍数
pH值(7a) 7.34 8.30
电导率(7b) 39ms/cm 79ms/cm
转子流量计9测定值 1000kg/h 1006kg/h
流量变送器11测定值 1003kg/h 998kg/h
进口腐蚀探头13测定值 <0.001mm/a <0.001mm/a
进口测温筒14测定值 37.10 37.02
出口测温筒19测定值 45.60 45.5
[0199]出口腐蚀探头20测定值 <0.001mm/a <0.001mm/a
浓缩倍数 1.00 1.98
热水温度 79.8℃ 80.0℃
[0200] (4)试验过程中，控制补水池液位和循环水pH值，实现药剂自动投加。在补水池海水液位从低限到高限自动补水过程中，第一计量泵每次按海水补水量90L自动成比例投加90ml SW203A(表1)；设定控制循环海水pH值为8.3±0.1，当检测循环水pH值超过8.4第二计量泵自动投加酸，当检测循环水pH值低于8.2第二计量泵自动关闭。待系统稳定运行15天后，腐蚀失重测得进口挂片盒和出口挂片盒中试片，以及模拟凝汽器传热管的腐蚀率均<
0.001mm/a，即完全耐蚀等级。
[0201] 实施例六
[0202] 用实施例一所述电力系统一体化海水循环冷却水处理药剂性能评价装置对电力系统海水循环冷却水处理药剂进行污垢热阻监测，具体步骤为：
[0203] (1)在模拟凝汽器安装6根直径为19mm，壁厚0.5mm的钛合金管，有效传热长度为1000mm，选取天津北疆海水(水质见表3)进行补水，开启循环水泵，进行阻垢缓蚀剂基础投加，再开启锅炉和蒸汽冷凝器；
[0204] (2)控制蒸汽温度达到(80±0.2)℃、冷却水流量达到(1000±10)kg/h和进口水温达到(32±0.2)℃范围从而使系统稳定；
[0205] (3)试验系统容积500L，控制补水池和集水池液位，实现自动补水。随着自然蒸发系统海水浓缩后电导率升高，通过检测循环海水电导率自动控制电动排污阀开启状态，实现排污控制补水量、排污量和浓缩倍数。试验设计浓缩倍数为2.0±0.2，控制循环海水电导率为80ms/cm±200us/cm实现排污控制补水量、排污量和浓缩倍数。补水池每次自动补水为90L，累积达到500L，循环水浓缩倍数基本达到2.0，系统进入正常运行阶段。从原海水到浓缩稳定运行过程中，其他监控装置的数据如表8所示：
[0206] 表8 实施例六电力系统稳定时的工艺参数
[0207]测定项目 浓缩运行开始 达到浓缩倍数
pH值(7a) 7.32 8.29
电导率(7b) 39ms/cm 80ms/cm
转子流量计9测定值 1000kg/h 1006kg/h
流量变送器11测定值 1003kg/h 998kg/h
[0208]进口腐蚀探头13测定值 <0.001mm/a <0.001mm/a
进口测温筒14测定值 37.05 37.1
出口测温筒19测定值 45.56 45.4
出口腐蚀探头20测定值 <0.001mm/a <0.001mm/a
浓缩倍数 1.00 1.99
热水温度 79.5℃ 80.3℃
[0209] (4)试验过程中，控制补水池液位和循环水pH值，实现药剂自动投加。在补水池海水液位从低限到高限自动补水过程中，第一计量泵每次按海水补水量90L自动成比例投加90ml SW203A海水阻垢分散剂(表1)；设定控制循环海水pH值为8.3±0.1，当检测循环水pH值超过8.4第二计量泵自动投加酸，当检测循环水pH值低于8.2第二计量泵自动关闭。待系统稳定运行后，每2h自动监测采集一次工艺参数，用上述污垢热阻的计算公式检测海水循环冷却水的瞬时污垢热阻随时间的变化，待曲线出现平台超过2天后停止试验，测定年污垢-4 2
热阻小于0.40×10 m·℃/W，清洁度大于90％以上。
[0210] 实施例七
[0211] 用实施例一所述电力系统一体化海水循环冷却水处理药剂性能评价装置对电力系统海水循环冷却水处理药剂进行水质检测，具体步骤为：
[0212] (1)工艺操作和系统运行参数同实施例五和实施例六；
[0213] (2)试验过程中，控制补水池液位和循环水pH值，实现阻垢缓蚀剂的自动投加。在补水池海水液位从低限到高限自动补水过程中，第一计量泵每次按海水补水量90L自动成比例投加90ml SW203A(表1)；设定控制循环海水pH值为8.3±0.1，当检测循环水pH值超过8.4第二计量泵自动投加酸，当检测循环水pH值低于8.2第二计量泵自动关闭；杀生剂SW303在浓缩运行前的基础投加按系统容积500L计，投加量15mg/L，到达浓缩倍数正常运行阶段，按系统容积500L计，投加量15mg/L，每3天投加1次，不同阶段，杀生剂均直接投加到集水池中。
[0214] 试验在浓缩运行前(原海水)和到达浓缩倍数(2.0±0.2)正常运行时的典型水质检测结果见表9。
[0215] 表9 实施例七电力系统运行时典型水质检测结果
[0216]
[0217]
[0218] 同时检测腐蚀性能，结果表明：进口挂片盒和出口挂片盒中试片，以及模拟凝汽器传热管的腐蚀率均<0.001mm/a，即完全耐蚀等级。
[0219] 此外，经过大量的验证试验发现对腐蚀速率、污垢热阻和水质检测指标进行单项指标检测或同时全项指标检测，检测结果误差较小，具体如下：
[0220] (1)腐蚀速率检测误差：相同条件下，取三个以上试样平行测定结果的算术平均值作为测定结果，单个平行测定结果与算术平均值的相对偏差不超过算术平均值的±10％；单根试验管以三次称重、尺寸测量等数据计算测定结果，每次测定结果与三次算术平均值的相对偏差不超过算术平均值的±5％。
[0221] (2)污垢热阻检测误差：相同条件下，取三个以上对比验证试验结果的算术平均值作为测定结果，单个验证测定结果与算术平均值的相对偏差不超过算术平均值的±10％；用
计算机系统软件自动计算出的污垢热阻与利用人工采集数据计算的结果相比，绝对误差小于0.02m2·℃/W。
[0222] (3)水质检测误差：常规水质检测项目均可达到相应标准要求的误差范围。其中循环水的pH值连续在线监测结果与实验室水质分析结果误差小于0.1，电导率连续在线监测结果控制循环水浓缩倍数，误差小于0.05。
[0223] 由此说明，本发明所述一体化移动式海水循环冷却水处理药剂性能评价装置检测灵敏，误差小，具有广阔的应用前景。
