用于控制沉积物形成的设备和方法

用于控制沉积物形成的设备和方法
【专利摘要】本发明描述了用于控制包含主系统(1)和子系统(2)的含液体(5)的系统(100)中的沉积物(60)形成的方法，其中液体(5)在主系统(1)和/或子系统(2)内输送，所述方法包括以下步骤：改变子系统(2)内的液体(5)的性质使得其与主系统(1)内的液体(5)的性质不同，以使子系统(2)内比主系统(1)内更有利于沉积物(60)形成。子系统(2)可以设计为旁路。沉积物(6)形成可以在子系统(2)内检测，例如通过超声的方式，其中发射超声信号并检测反射的超声信号。还要求保护用于控制沉积物的设备。
【专利说明】
用于控制沉积物形成的设备和方法
技术领域
[0001 ]本发明涉及含水系统中，特别是开放式循环冷却水系统中的沉积物控制。
【背景技术】
[0002]开放式循环冷却水系统广泛地用于将废热排出多种工业过程的过程。由于水例如在冷却塔处蒸发，因此这样的系统是开放的。此外，循环水的受控除去对于限制导致腐蚀、结垢和阻塞的溶解物的聚集是必须的。使用所谓的“排污流”将废水除去。
[0003]市场上有多种可被添加至循环水以特别地避免腐蚀、结垢或阻塞的添加剂。这些添加剂通常以在循环水中保持相对恒定的浓度的进料速率进料。通常控制进料速率以替代循环系统中消耗的以及与排污流一起被除去的添加剂的量。
[0004]然而，此类沉积物控制是静态的，并且当循环水的组成意外地发生变化时不能适当地反应。这样的意外的变化可以有多种原因。例如，温度以及因此导致的添加至系统的新鲜水(补充水)的组成在一年中发生变化。
[0005]已进行了多种尝试以监测循环水的性质，以更好地理解过程的发生并且在发生意外事件时适当的反应。所有这些尝试依赖于对一个或多个关键的操作指标例如循环水的PH值、循环水的电导率、循环水中抗沉积添加剂的浓度的监测。
[0006]基于这些关键的操作指标的测量值，得出关于当前循环水形成沉淀的趋势的结论。如果需要，开始采取适当的对策，例如增加特定的抗沉积添加剂的剂量。还已尝试同时监测多个关键的操作指数，以使开始的对策基于更广泛的数据基础。
[0007]然而，关键的操作指标例如pH值、电导率等不与沉积物形成直接相关。即使电导率和PH值随时间是稳定的，但也可能发生不期望的结垢。进行的过程可能彼此抵消。例如，当PH值由于某些原因而下降时，这可能导致循环水中的例如碱性CaCO3的浓度的增加，由此又使pH值增加。此外，例如pH值的突然变化可能有多种原因。将酸或碱供应至循环水的栗可能出现故障，PH计可能出现故障，容纳酸、碱或缓冲剂的储罐可能为空，等等。因此，关键的操作指数可能由于多种原因而变化，所有原因都导致不期望的沉积物形成。
[0008]US 2009/0277841公开了操作挥发性循环冷却系统的方法。除了减少结垢和水的腐蚀性趋势以外，认为此方法消除或减少了系统的排放，而不产生任何由于处理过程导致的局部的腐蚀性或结垢性条件。所述的测量和控制系统通常包含测量的阵列、实施控制逻辑的工具、和控制行为的阵列，包括将离子交换设备激活以处理补充水。优选地，测量包括PH、电导率、硬度、碱度、腐蚀性、结垢趋势、处理添加剂的剂量水平、和补充水、经处理的补充水和循环水的处理添加剂残留。
[0009]US 2010/0176060和US 2013/0026105公开了在对冷却水的pH、碱度和Ca2+浓度的测量的基础上使用CO2控制冷却水系统中的结垢。
[0010]另一个问题是某些沉积物的形成是不可逆的。对于结垢尤其如此。尽管市场上可获得复杂的抗结垢添加剂能够以适合的剂量有效地避免表面上结垢的沉积，但一旦结垢沉积上，它们通常不能去除结垢。结果，循环水中抗结垢添加剂的剂量通常保持在高于真正所需的剂量，以避免结垢形成，仅为了确保没有不可逆地形成结垢。

【发明内容】

[0011]需要控制含水系统中沉积物形成特别是结垢，以及启动与现有技术的方法相比较具有优势的适当的措施的方法。
[0012]通过用于在包含主系统和子系统的含液体的系统中控制沉积物形成的方法解决了本发明的目的，其中液体在所述主系统和/或子系统中输送，所述方法包括以下步骤:改变子系统内液体的性质使得其与主系统内的液体的性质不同，以使在子系统内比在主系统内更有利于形成沉积物。
[0013]因此，可以有利地使用子系统作为监视者或作为早期预警系统，这是因为已出人意料地发现可以建立促进沉积物形成的人工过程条件，即对于沉积物形成而言更严苛的过程条件。因此，在这样的更严苛的过程条件下处理的液体倾向于先于在主系统内含液体的系统的目前操作条件下处理的循环液体，在子系统内形成沉积物，特别是结垢。这样的方法可以确保在含液体的系统的主系统内的沉积物形成之前即启动适当的对策。特别地，设置主系统和子系统，使得液体既可进入主系统又可进入子系统。结果，子系统内的处理化学品的浓度有利地与主系统内的处理化学品的浓度相同。处理化学品可以设置为包含抗沉积组分。此外，提供的是液体在含液体系统内循环。优选地，所述液体包括水，所述含液体系统包括冷却塔或罐。沉积物为例如结垢(scale)、污垢(foul ing)和/或腐蚀产物例如铁氧化物。特别地，处理化学品包括抗结垢产品、防污产品和/或抗腐蚀产品。此外，提供的是使对策适用于沉积物的种类。结果，可以使处理化学品的组成适用于沉积物的种类。例如，处理化学品包含减少子系统内检测到的特定污垢的防污组分。还能想到的是以一定的进料速率将处理化学品进料至含液体系统，其中所述进料速率取决于沉积物的类型。特别地，可以想到的是以连续的或脉冲的形式将处理化学品进料至含液体的系统。此外，提供的是一直将处理化学品进料至含液体的系统，其中一旦在子系统内检测到沉积物形成即改变处理化学品的组成。此外，已出人意料地发现，可以在广泛的范围内调节人工过程条件，使得不同程度的严苛性都是可能的。结果，可以自由地调节旁路中的较严苛的条件和可操作的含水系统中的现有条件之间的缓冲，以分别允许对策相对较早或相对较晚启动。还可想到的是，沉积物的形成源自检测关键的操作指标例如PH值、电导率等。此外，提供的是主系统和子系统的管道由相同的材料制成。
[0014]在本发明的另一个实施方案中，提供的是子系统包含用于检测沉积物形成的检测设备。因此，可以有利地直接检测关键的性能指标。对于本说明书的目的，本发明的关键的性能指标是与沉积物的存在与否直接相关的性质，特别是腐蚀、结垢和/或污垢。已出人意料地发现，当沉积物控制不是基于对关键的操作指标例如PH值的监测而是基于对关键的性能指标即沉积物形成例如腐蚀、结垢和污垢的监测时，沉积物控制可以得到很大提高。原则上，还可以通过测量暴露于含水系统使得可以在其表面上形成沉积物的材料的温度特别是其热交换系数而获得关于关键性能指标的信息。例如，已知测量热交换器的各个位置处的温度，或更确切地，热交换系数，可以提供关于由于热容和导热系数的变化导致的沉积物形成的信息。关键的性能指标即沉积物可以通过多种方式检测，例如光学方式，电子方式，机械方式，或使用X射线。还可以想到的是设置子系统，使得子系统可以与主系统分离。随后，检测子系统的沉积物形成和/或沉积物的类型，而有利地不停止主系统的操作。
[0015]在另一个实施方案中，提供的是子系统为旁路。已出人意料地发现，对于关键的性能指标的监测可以有利地在旁路中进行，其中在旁路内设置促进沉积物形成的人工过程条件。一旦在旁路内的人工条件下检测到关键的性能指标的显著改变，例如结垢的开始，可以启动适合的对策，例如通过增加抗结垢添加剂的剂量。由于旁路中的环境比主系统中的环境更有利于沉积物形成，因此结垢在主系统中还未开始发生，因此可以被有效地防止。这对于通常一旦已沉积在表面上就无法通过抗结垢添加剂去除的结垢而言是特别有利的。优选地，旁路中液体，特别是循环水的条件与主系统中液体的条件不同。优选地，旁路中的循环水的温度和/或流速高于主系统中循环水的温度和/或流速。
[0016]在本发明的另一个实施方案中，提供的是子系统内液体的至少一个性质通过操纵设备操纵。优选地，子系统内的液体和主系统内的液体仅具有一个不相同的性质。结果，子系统有利地尽可能接近地代表主系统。此外，已出人意料地发现，可以建立人工过程条件，而不基本上改变系统的热条件。特别地，已出人意料地发现，与可操作的含水系统中的循环水的温度相比较，旁路中循环水的温度不需要被改变。
[0017]在本发明的另一个实施方案中，提供的是子系统内的液体设置为子系统内的液体的Reynolds数大于8000，优选为10000-20000。已出人意料地发现，如果子系统内的Reyno Ids数大于主系统内的Reynolds数且子系统内的Reynolds数大于8000且优选为10000-20000，则沉积物形成将被加速。优选地，旁路内的液流非层流而是湍流，而主系统中的液流非湍流而是层流。通常，Reynolds数取决于液体的密度、粘度、流速和尺寸。
[0018]在本发明的另一个实施方案中，提供的是子系统内液体的第一流速设置为子系统内的第一流速大于主系统内的第二流速。优选地，旁路中液体的体积流大于主系统中液体的体积流。优选地，旁路中的体积流或第一速度比主系统中的液体的流速大至少0.0lm/秒，更优选至少0.05m/秒，更优选至少0.1m/秒，更优选至少0.15m/秒，最优选至少0.2m/秒，特别是至少0.25m/秒。优选地，旁路中循环水的温度没有明显不同于可操作的含水系统中的循环水的温度。优选地，温度差不超过10C，更优选不超过0.5°C，最优选不超过0.2°C。
[0019]在本发明的另一个实施方案中，提供的是子系统内的第一流速主要通过栗设备实现。特别地，所述流速可以通过旁路内的适合的栗容易地调节。已出人意料地发现，为了增加旁路中液体的第一流速而由栗产生的动能大大低于通过增加旁路中的水温而将产生的能量。在优选的实施方案中，提供的是通过流体静力学或流体动力学方式操纵流速。特别地，将主系统的流体静力学、流体动力学或大气压力仅用于加速。因此，当在升高的流速下但在常温下将循环水引导通过旁路时，旁路内的热力学条件与可操作的含水系统中的热力学条件极为相似。因此，对于沉积物形成有利的条件下，旁路中的当前情况极为接近地反映了主系统中的当前情况。
[0020]在本发明的优选的实施方案中，提供的是通过超声检测沉积物形成，其中发射超声信号并检测反射的超声信号。优选地，测量提供了关于沉积物的厚度和/或组成的信息。通过超声测量关键的性能指标的适合的方法和设备是现有技术中已知的。这些方法和设备优选还监测温度，使得通过温度值可以得出额外的结论。
[0021]特别地，提供的是通过用于检测含液体的系统内的反射区域中的沉积物的设备检测沉积物，所述设备包括用于向反射区域发射超声发射信号的超声换能器和用于检测通过反射区域中的超声发射信号的反射获得的超声反射信号的第一检测工具，其中将第二检测工具置于反射区域中，所述第二检测工具设置为检测沉积物的具体种类。还可以通过用于检测含液体的系统内的反射区域中的污垢和/或结垢沉积物的方法检测沉积物，所述方法包括通过超声换能器向反射区域发射超声发射信号的第一步骤，通过第一检测工具检测通过反射区域中的超声发射信号的反射获得的超声反射信号的第二步骤，和通过置于反射区域中的第二检测工具检测沉积物的具体种类的第三步骤。由此可以有利地确认沉积物的类型或种类或组成，并随后使处理化学品适用于沉积物的种类。
[0022]在另一个优选的实施方案中，提供的是通过WO 2009/141 135中公开的方法之一检测子系统内的沉积物形成。优选地，通过用于高精度测量流体管道内的污垢和/或结垢沉积物的特征或流体管道内的一部分壁的特征的方法来检测沉积物形成，其中使用超声换能器，其中在基本上与超声换能器相对的位置处流体管道的一部分壁中提供反射区域或将反射区域附着至一部分壁上，其中所述方法包括以下步骤:
[0023]a)通过超声换能器发出超声发射信号，和
[0024]b)通过评价流体/沉积物或流体/壁界面的时域反射信号在绝对距离测量中测量超声换能器和流体/沉积物界面或流体/壁界面之间的距离，其中所述流体/沉积物或流体/壁界面为流体与反射区域上的沉积物的界面或流体与反射区域中壁的界面，其中时域分辨率为Ins或小于Ins。优选地，通过WO 2009/141 135中公开的设备之一检测沉积物。特别地，其公开了用于高精度测量流体管道内污垢和/或结垢沉积物的特征或流体管道内一部分壁的特征的设备，其中所述设备包括超声换能器，其中所述设备还包括在基本上与超声换能器相对的位置在流体管道的一部分壁中的反射区域或附着至一部分壁的反射区域，其中通过评价流体/沉积物或流体/壁界面的时域反射信号在绝对距离测量中测量超声换能器和流体/沉积物界面或流体/壁界面之间的距离，其中所述流体/沉积物或流体/壁界面为流体与反射区域上沉积物的界面或流体与反射区域中壁的界面，其中设备的时域分辨率为Ins或小于Ins ο
[0025]在本发明的另一个实施方案中，提供的是通过WO2013/092 819中公开的方法之一检测子系统内的沉积物。特别地，用于检测沉积物形成的方法包括用于检测和分析反射区域上的沉积物的方法，特别是在含液体的系统内，所述方法包括以下步骤:
[0026]-在另外的第一步骤中，通过超声换能器向反射区域发射超声发射信号；
[0027]-在另外的第二步骤中，通过检测工具检测在反射区域中通过超声发射信号的反射而获得的超声反射信号；
[0028]-在另外的第三步骤中，测定检测的超声反射信号响应具体的变量的运行时间分布；
[0029]-在第四步骤中分析所述分布，以确定沉积物是否至少部分沉积于反射区域上。
[0030]W0 2013/092819还公开了用于检测和分析反射区域中的沉积物的设备。这些设备可以连接至子系统，以检测沉积物形成。优选地，所述设备包括用于向反射区域发射超声发射信号的超声换能器，用于检测在反射区域中通过超声发射信号的反射而获得的超声反射信号的检测工具，和用于测定检测的超声反射信号响应具体的变量的运行时间分布且用于分析所述分布以确定沉积物是否至少部分沉积于反射区域上的分析单元。
[0031]在本发明的另一个特别优选的实施方案中，沉积物的形成通过W02013/092820中公开的设备之一检测。特别地，用于检测沉积物的设备包括用于检测含液体的系统内的反射区域中的沉积物的设备，该设备包含用于向反射区域发射超声5发射信号的超声换能器，和用于检测通过反射区域中的超声发射信号的反射而获得的超声反射信号的检测工具，其中该设备还包含用于增加反射区域的温度的加热器。WO 2013/092820还公开了用于检测反射区域中的污垢和/或结垢沉积物的方法，特别是含液体的系统内，所述方法包括通过超声换能器向反射区域发射超声发射信号的步骤和通过检测工具检测通过在反射区域中的超声发射信号的反射而获得的超声反射信号的步骤，其中通过加热器增加反射区域的温度。优选地，沉积物通过WO 2013/092820中公开的方法之一测量。
[0032]在本发明的优选的实施方案中，提供的是含液体的系统内的处理化学品的浓度连续地降低或逐步地降低，特别是，遵循数学函数降低。特别地，持续降低直至在子系统内检测到沉积物形成。此外，提供的是，在每一个时间间隔操纵，特别是降低含液体的系统内的处理化学品的浓度，其中所述时间间隔对应于停留时间。优选地，通过描述含液体的系统的基本参数例如含液体的系统内液体的总体积和在含液体的系统的运行期间液体的损失设定停留时间。特别地，提供的是含液体的系统内处理化学品的浓度通过操作被进料至含液体的系统以补偿含液体的系统运行期间处理化学品和/或液体的损失的处理化学品和/或液体的量而调节。此外，提供的是一旦检测到子系统内的沉积物形成即增加含液体的系统内处理化学品特别是抗结垢产品的浓度。优选地，进料至含液体的系统的处理化学品的量为在先前的时间间隔中进料至含液体的系统的处理化学品的量的多倍，特别是两倍。此外，提供的是在先前的时间间隔中处理化学品的浓度降低之后，再次降低含液体的系统内处理化学品的浓度。
[0033]在本发明的另一个实施方案中，提供的是监测子系统内的温度。特别地，监测引导液体通过旁路的管道的壁处的温度。所述温度可以被用于正向控制子系统内的温度。还可以想到的是检测的温度可以表明沉积物形成。
[0034]在本发明的另一个实施方案中，提供的是子系统包含加热器。这样的加热器可以加热子系统中的液体。结果，可有利地模拟远离子系统的主系统的一部分的热力学条件，其中在所述部分的主系统内的液体具有高于未加热的子系统内的流体的温度。该部分的主系统为例如负责热交换的主系统部分。与具有较低的温度的那些主系统部分相比较，所述远离子系统的主系统部分的温度有利于该主系统部分内的沉积物形成。使子系统内和远离基底的主系统部分内的液体的热力学条件平衡可保证子系统作为用于通常有利于沉积物形成的主系统部分的早期预警系统而运行。
[0035]在本发明的另一个实施方案中，提供的是含液体的系统包含用于监测管道的壁处的温度的设备，其中流体由所述管道引导，其中用于监测管道的壁处的温度的设备包含用于测量第一个点处的第一温度的第一工具和用于测量第二个点处的第二温度的第二工具，其中所述第一个点与管道的壁间隔第一距离且第二个点与管道的壁间隔第二距离，其中第二距离大于第一距离，且其中温度基于第一温度和第二温度估算。优选地，将用于检测管道的壁处的温度的设备安置于子系统。因此，可有利地估算含液体的系统内或管道的壁处的液体的温度，而不使用可能会影响含液体的系统内，特别是子系统内的液流的设备。此外，有利的是，可以使用于监测温度的设备适于管道，而管道内没有凹处，其中所述凹处被意图用于容纳用于检测温度的设备。因此，可以实现优选坚固的子系统。还可以想到的是将用于检测温度的第一和第二工具包括在同一体中。此外，提供的是加热器和用于监测温度的设备形成一个单元。
[0036]在另一个实施方案中，提供的是含液体的系统为具有流出口和流入口的冷却水系统，其中水在主系统和/或子系统中输送，其中子系统为旁路，所述方法包括以下步骤:改变旁路内水的性质使得其与主系统内的水的性质不同，以使子系统内比主系统内更有利于结垢形成，其中子系统内液体的第一流速大于主系统内的第二流速，其中子系统内水的Reynolds数为10000-20000，其中子系统内的结垢形成通过超声检测，其中发射超声信号并检测反射的超声信号。此外，可以想到的是子系统内的温度通过加热器改变。
[0037]在另一个实施方案中，提供的是一旦检测到子系统内的沉积物即将额外的处理化学品进料至含液体的系统。
[0038]本发明的另一个主题是用于控制包含主系统和子系统的含液体的系统中的沉积物形成的设备，其中液体可在主系统和/或子系统内输送，其中所述设备设置为用于改变子系统内的液体的性质使得其与主系统内的液体的性质不同，以使子系统内比主系统内更有利于沉积物形成。
[0039]因此，可有利地检测和/或确认子系统内的沉积物并通过采取对策而及时反应，以避免主系统内沉积物形成。
[0040]另一个主题为用于含液体的系统的升级设备包，其中所述升级设备包包含如上所述的设备和子系统。
[0041]因此，有利地，可以容易地将子系统安装到含液体的系统上。结果，经安装的升级设备包可以及时地确认子系统内的沉积物形成特别是结垢，并因此可以启动适当的对策以避免含液体的系统内的沉积物形成。
[0042]结合附图，本发明的这些和其他特性、特征和优势将由以下详述而变得明显，所述附图以示例的方式说明本发明的原理。以下描述仅为了示例，不限制本发明的范围。以下引用的图指附图。
【附图说明】
[0043]图1显示了根据本发明的方法的第一示例性实施方案。
[0044]图2显示了根据本发明的方法的第二示例性实施方案。
[0045]图3显示了根可本发明的方法的第三示例性实施方案。
[0046]图4显示了安置于管道的用于检测沉积物形成的示例性的设备。
【具体实施方式】
[0047]将参考具体的实施方案和参考某些附图描述本发明，但本发明不限于此，而是由权利要求限定。所述附图仅为示意性的且非限定性的。出于说明的目的，在附图中，一些要素的大小可能被放大而非按比例绘制。、
[0048]在使用不定冠词或定冠词时用单数“一个”“一种” “所述”时，这包括复数，除非另外指明。
[0049]此外，说明书中和权利要求书中的术语第一、第二、第三等用于区分相似的要素而不一定是用于描述顺序或时间次序。应理解的是所用的术语在适当的环境下可以互换，且此处所述的本发明的实施方案能够以与此处所述的顺序不同的顺序操作。
[0050]在图1中描述了根据本发明的用于控制含液体100的系统中的沉积物60形成的方法的第一示例性实施方案。提供的是将含液体的系统100内的液体5，特别是水，输送特别是循环通过含液体的系统100。根据本发明，提供的是含液体的系统100包含主系统I和子系统
2。特别地，主系统I包含用于引导液体5的管道3。还可以想到的是主系统I还包含其它组件例如罐、冷却水塔、冷却或过程系统。此外，提供的是以旁路的形式设置子系统2，即在独立的管道3 ’中引导液体5的流，绕过保留在含液体的系统100的主系统I内的剩余的液体5。结果，子系统2内的液体5基本上与主系统I内的液体5相当。例如，与主系统I内的液体5相比较，子系统2内的液体5具有相同浓度的处理化学品。根据本发明，提供的是设置含液体的系统100，使得子系统2内的液体5与主系统内的液体5相比，更容易形成沉积物60。结果，沉积物60首先在子系统2中形成。优选地，子系统2包含用于检测沉积物60形成的检测设备8，且因此有利地，可以在含液体的系统100的主系统I内沉积物60形成开始之前检测到子系统2内的沉积物60。换言之:根据本发明的子系统2和用于检测沉积物形成的检测设备形成了用于含液体的系统100的主系统I的监视者或早期预警系统。具体而言，提供的是在子系统2内检测到沉积物60启动有利地防止主系统I内沉积物60形成的对策。例如，立即将抗结垢产品进料至含液体的系统100以从一开始就避免在含液体的系统100内结垢。还可能的是，一旦在子系统2中检测到沉积物60的生长，即提供用于进料至含液体的系统100的额外部分的处理化学品。任选地，子系统2包含栗设备4。栗设备4加速含液体的系统100的子系统2内的液体5。优选地，将来自主系统100的流体静力学或流体动力学压力也用于加速，替代栗设备。因此，离开栗设备4的子系统2内的液体5的体积流具有第一速度，其中所述第一速度大于表示主系统I中的液体5的体积流的第二速度。已出人意料地发现，沉积物60形成的趋势可以分别通过增加体积流或流速而提高。结果，根据第一示例性实施方案的子系统2经设置，使得子系统2内形成沉积物60的趋势大于主系统I内，其中热条件基本上恒定。
[0051]在图2中，示意性地描述了根据本发明的方法的第二示例性实施方案。第二示例性实施方案在第一示例性实施方案的基础上增加了加热器80和用于监测管道3的壁处的温度的设备。特别地，图2显示了子系统I的一部分，该部分包括加热器80和用于监测管道的壁处的温度的设备。优选地，子系统2内的液体5尽可能与主系统I内的液体5相同，以为主系统I和子系统2内的沉积物形成提供相当的条件。已出人意料地发现，沉积物60形成的趋势可以被液体5的温度影响。特别地，污垢形成的趋势随温度增加而增加。由于子系统2的设置，子系统2内的温度可能不与主系统I内的温度相同。特别地，提供的是安装于管道3，3’的壁处用于监测温度的设备确定管道3，3 ’的壁处的温度。为此目的，用于测量第一温度75的第一工具81位于与管道3，3’的壁间隔第一距离69的第一点处。另外，用于测量第二温度74的第二工具82位于与管道3，3’的壁间隔第二距离的第二点处。优选地，第二距离72大于第一距离75，和/或用于测量第一温度75的第一工具81和用于测量第二温度74的第二工具82包括在具有均一的导热系数的同一体中。此外，第一点和第二点位于管道3，3’的壁和加热器80之间。如果加热器78处的温度与管道的壁处的温度76不同，则温度逐渐地由加热器80至管道3，3’的壁变化，如图2的左侧的图中所示。所述图显示温度70随距离73的变化。由于距离73和温度70之间的线性关系，可以有利地基于第一温度75和第二温度74估算管道的壁处的温度76。优选地，壁处的温度71的估算还考虑第一和第二距离69和72。特别地，管道的壁处的温度由第一点处的第一温度75和第二点处的第二温度74推算。此外，可能的是，管道3，3’内的温度曲线，特别是沿垂直于管道的壁的方向，是已知的，且因此管道3，3’的中线51处的温度77也可以被估算。此外，提供的是第一点和第二点之间的第三距离71大于管道3，3的壁的厚度。
[0052]在图3中，说明了根据本发明的用于控制沉积物60形成的方法的第三实施方案。根据第三实施方案，子系统2至少部分为立方形。优选地，加热器80对称地位于子系统的中线51，即加热器80的对称轴位于子系统2的中线处。
[0053]在图4中，说明了用于检测沉积物60形成的示例性设备，其中将用于沉积物检测的设备安装在管道上。优选地，管道3具有圆柱型体且液体5沿输送方向7输送。通常，沉积物60的形成发生在子系统2的管道3的内表面上。优选地，将用于沉积物检测8的设备与管道3连接。特别地，用于检测沉积物形成8特别是结垢的设备包含用于发射超声信号的工具和用于检测反射的超声信号的工具。优选地，超声换能器发射超声信号20，随后通过自反射区域10反射而将发射的超声信号20转化为反射的超声信号21，最后通过检测工具检测超声信号。优选地，反射区域10位于用于检测沉积物8特别是垢的设备的对面。基于超声信号的途经时间，可以测量管道42的有效直径，其中管道42的有效直径由于沉积物形成，相对于管道42的直径是减小的。还可以想到的是用于检测沉积物形成8的设备包含可以确认沉积物的其它检测工具。这样的其它检测工具可以确认结垢、污垢和/或腐蚀。尤其是，提供的是用于检测沉积物形成8特别是结垢的设备检测到结垢的增加或结垢的生长，且随后在时间间隔之后立即增加含液体的系统100内的抗结垢产品的浓度。
[0054]参考标记
[0055]I主系统
[0056]2子系统/旁路
[0057]3主系统的管道
[0058]3’子系统的管道
[0059]4栗设备
[0060]5 液体
[0061]7主系统中的输送方向
[0062]7’子系统中的输送方向
[0063]8检测设备
[0064]10反射区域
[0065]20发射的超声信号
[0066]21反射的超声信号
[0067]51 中线
[0068]41管道的直径
[0069]42管道的有效直径
[0070]60沉积物[0071 ] 69第一距离
[0072]70 温度
[0073]71第三距离
[0074]72第二距离
[0075]73距离
[0076]74第二温度
[0077]75第一温度
[0078]76管道的壁处的温度
[0079]77液体的温度
[0080]78加热器处的温度[0081 ]80加热器
[0082]81用于测量第一温度的第一工具
[0083]82用于测量第一温度的第二工具
[0084]83 隔离
[0085]100含液体的系统
【主权项】
1.用于控制包含主系统(I)和子系统(2)的含液体(5)的系统(100)中的沉积物(60)形成的方法，其中液体(5)在主系统(I)和/或子系统(2)内输送，所述方法包括以下步骤:改变子系统(2)内的液体(5)的性质使得其与主系统(I)内的液体(5)的性质不同，以使子系统(2)内比主系统(I)内更有利于沉积物(60)形成。2.如权利要求1所述的方法，其中所述沉积物(60)形成通过子系统(2)内的检测设备(8)来检测。3.如前述权利要求之一所述的方法，其中所述子系统(2)被设计为旁路。4.如前述权利要求之一所述的方法，其中子系统(2)内的液体(5)的至少一个性质通过操作设备操纵。5.如前述权利要求之一所述的方法，其中子系统(2)内的液体(5)设置为子系统(2)内的液体(5)的Reynolds数为大于8000，优选为10000-20000。6.如前述权利要求之一所述的方法，其中子系统(2)内的液体(5)的第一流速设置为子系统(2)内的第一流速大于主系统(I)内的第二流速。7.如权利要求6所述的方法，其中所述子系统(2)内的第一流速主要通过栗设备(4)实现。8.如前述权利要求之一所述的方法，其中所述沉积物(60)形成通过超声来检测，其中发射超声信号并检测反射的超声信号。9.如前述权利要求之一所述的方法，其中监测所述子系统(2)内的温度。10.如前述权利要求之一所述的方法，其中所述子系统(2)包含加热器(80)。11.如前述权利要求之一所述的方法，其中所述含液体的系统(100)包含用于监测温度的设备，其中所述设备置于引导液体(5)的管道(3，3’)的壁处，其中用于监测管道(3，3’)的壁处的温度的设备包含用于测量第一点处的第一温度(75)的第一工具(81)和用于测量第二点处的第二温度(74)的第二工具(82)，其中所述第一点与所述管道的壁间隔第一距离(69)，所述第二点与所述管道的壁间隔第二距离(72)，其中所述第二距离大于所述第一距离，且其中管道(3，3’)内的温度基于所述第一温度(75)和第二温度(74)进行估算。12.如前述权利要求之一所述的方法，其中一旦检测到子系统(2)内的沉积物(60)，SP将处理化学品进料至所述含液体的系统(100)。13.如前述权利要求之一所述的方法，其中所述含液体的系统(100)为具有流出口和流入口的冷却水系统，其中水在主系统(I)和/或子系统(2)内输送，其中所述子系统为芳路，所述方法包括以下步骤:改变旁路(2)内的水(5)的性质使得其与主系统(I)内的水(5)的性质不同，以使子系统(2)内比主系统(I)内更有利于结垢(60)形成，其中子系统(2)内的液体(5)的第一流速大于主系统(I)内的第二流速，其中子系统(2)内的水的R e y η ο I d s数为10000-20000，其中子系统(2)内的结垢形成通过超声来检测，其中发射超声信号并检测反射的超声信号。14.用于控制包含主系统(I)和子系统(2)的含液体(5)的系统(100)中的沉积物(60)形成的设备，其中液体(5)可在主系统(I)和/或子系统(2)内输送，其中所述设备设置为用于改变子系统(2)内的液体(5)的性质使得其与主系统内(I)的液体(5)的性质不同，以使子系统(2)内比主系统(I)内更有利于沉积物(60)形成。15.用于含液体(5)的系统(100)的升级设备包，其中所述升级设备包包含如权利要求 14所述的设备和子系统(2) ο
【文档编号】C02F5/02GK105873864SQ201480072020
【公开日】2016年8月17日
【申请日】2014年12月29日
【发明人】F·赛德, C·弗洛肯
【申请人】索理思科技开曼公司