DE3136225A1 - Verfahren und vorrichtung zum pruefen von fluiden - Google Patents

Description

PATENTANWÄLTE Or. rer. „at. DIETER LOUIS -. η ^- O'pl.-Phys. CLAUS PDhLAU

Drew Chemical Corporation οΐρΐ,-ing. fr-anz lohrentz

One Drew Chemical Plaza Dipi.-Phys.wolfgang segeth

Boonton, New Jersey, U.S.A. kesslerplatz ι

8500 NÜRNBERG

Verfahren und Vorrichtung zum Prüfen.von Pluiden

Die Erfindung "betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Prüfen von Pluiden und bezieht sich insbesondere auf ein Verfahren .und eine Vorrichtung, mit denen wässrige und nichtwässrige Fluidsysteme auf Verunreinigungstendenzen und solche Parameter wie Leitfähigkeit, pH-Wert, Trübung, Korrosion und dgl. an Ort und Stelle unter gleichzeitiger Überwachung und Aufzeichnung der W-erte geprüft werden können-. Außerdem bezieht sich die Erfindung auf die Entwicklung eines verunreinigungsschutzprotokolls bzw. einer entsprechenden Spezifikation zur Päulnisverhütung.

Bei der industriellen chemischen Wasserbehandlung war man schon immer darum bemüht, die naturgegebene Krustenbildung sowie Verunreinigungstendenzen natürlichen Wassers bei großen industriellen Kuhlwasseranlagen zu reduzieren oder zu unterbinden. Viele der in Wasseranlagen vorgefundenen Bestandteile, die.Verunreinigungen oder Fäulnis hervorrufen, stammen aus dem zuströmenden Wasservorrat, jedoch gelangen auch'Schmutzstoffe aus der örtlichen Umgebung oder aus Verfahrensverschmutzung in. die Anlage.

Diese Art von Verunreinigung ist eine äußerst komplexe Erscheinung. Grundsätzlich läßt sich sagen, daß es dabei um ein aus Moment-, Wärme- und Massenübertragung zusammengesetztes Problem geht. In vielen Fällen ist chemische Umsetzung skinetik ebenso beteiligt wie die charakteristische Löslichkeit von Salzen in Wasser und Korrosionstechnologie. Es ist gesagt worden, daß große Kapitalbeträge eingespart werden könnten, wenn die Verunreinigungstendenz von Kühl-

wasser exakt vorherzusagen wäre, ehe eine Anlage entworfen und getaut wird, weil dann genauere Wärmeaustauscher-Spezifikationen ausgearbeitet werden könnten=

Meistens wird so vorgegangen, daß der Oberflächenbereich von Wärmeaustauschern vergrößert wird, um Ieistungβvorluste auszugleichen, die durch Bewuchs oder Ablagerungen von Verunreinigungen verursacht werden, wobei häufig dieser zusätzliche Oberflächenbereich mehr als die Hälfte des tatsächlichen Oberflächenbereichs des Wärmeaustauschers ausmacht. Wenn man dieses Konstruktionsprinzip bei Titan, rostfreiem Stahl und ähnlichen teuren Werkstoffen anwendet, ist klar, daß viel Kapital gespart werden könnte, wenn sich Vorausdaten entwickeln ließen und eine Verunreinigungssohutzspezifikation zur Verfügung stünde>

Als Verschmutzung·oder Verunreinigung einer Wärmeübertragungsfläche wird die Ablagerung eines beliebigen Materials auf der Oberfläche bezeichnet, die den Widerstand gegen Wärmeübertragung erhöht. Die Verunreinigungstendenz eines mit.einer Wärmeübertragungsoberfläche in Berührung stehenden Fluids ist eine Punktion von vielen Veränderlichen, wozu die Bestandteile des Fluids gehören, bei denen es sich im Fall von Wasser unter anderem um Kristal-Ie, Schlamm, Korrosionserzeugnisse, biologisches Wachstum, Prozeßschmutzstoffe usw«, handelt, insgesamt bestehen die Ablagerungen aus einer Kombination mehrerer dieser Stoffe je nach der geometrischen Beschaffenheit der Wärmeübertragungsoberfläche, dem Baumaterial, der Temperatur usw.. Chemische Verhütungsstoffe oder Schutzmittel, mit denen das Problem einer bestimmten Ablagerung gelöst werden soll, betreffen also die verschiedensten Chemikalien _? die in unterschiedlicher Konzentration und zu verschiedenen Zeiten eingeführt werden müssen.

Die Industrie ist bisher auf die Verwendung von Laborsimulatoren oder Zeltablaufauswertungen von Verfahrenswärmeaus taus ehern xvciä Prüfwärme aus t aus ehern. angewie sen,

' 1 wobei es nötig ist, derartige Einrichtungen aus dem Prozeß auszugliedern, abzuschalten, zu öffnen und zu prüfen, um Verunreinigungsprobleme auszuwerten und Verunreinigungsschutzspezifikationen auszuarbeiten. Bei Verfahrens-

'5 Wärmeaustauschern führt eine derartige inspektion meistens zu ziemlich langer Abschaltzeit der Anlage und einem· Produktionsverlust. Die Auswertung erstreckt sich über die ganze Periode eines Einheiteverfahrens und zeigt angesammelte Ergebnisse, zu denen Störungen des Systems, Leckverluste aus dem Verfahren, Verlust bei der chemischen Zufuhr oder -menschliche Fehler gehören. Die proben-• entnahme· und Laboruntersuchung von Fluiden ermöglicht zwar eine Auswertung der Fluide, aber die Ergebnisse von Laboruntersuchungen sind zeitraubend, und es stehen keine Ergebnisse gleichzeitiger Auswertung zur Verfügung.

Die der Erfindung zugrundeliegende Aufgabe wird durch' ein Verfahren und eine bewegliche Vorrichtung zum Durchführen des Verfahrens gelöst, welche 'eine Wärmeübertragungsver-Suchsanordnung und die dazugehörenden Leitungen und Venti!anordnungen zum Fluidströmungsanschluß an eine Wärmeübertragungsvorrichtung aufweist, um das durch die Vorrichtung fließende Fluid an Ort und Stelle zu prüfen. Da-■ zu gehört auch die Überwachung von Aufzeichnungsvorrichtungen. Zur Wärmeübertragungsversuchsanordnung gehört eine Heizvorrichtung zur gesteuerten Wärmeeingabe sowie Thermoelemente zum Messen der Wandtemperatur der Heizvorrichtung,um Verunreinigungen bei verschiedenen Durchflußleistungen unter gleichzeitiger Überwachung und Aufzeichnung gemeinsam mit Daten wie Angaben über die Korrosion, den pH-Wert', die Leitfähigkeit und dgl. bestimmen . zu können. Gemäß einem Merkmal der Erfindung werden Verunreinigungsdaten erzeugt, die eine im wesentlichen gleichzeitige Anwendung und Auswertung einer Verunreini-

*" gungsschutzspezifikation anhand eines durch die Vorrich-

• " tung fließenden Fluids ermöglichen. Dazu gehören Überwachungs- und Aufzeichnungsvorrichtungen ebenso wie eine Quelle VerunreinigungsSchutzmittel, die gesteuert in das

Fluid eingegeben werden, um den Wirkungsgrad. der Verunreinigungsschutzspezifikation zu beurteilen»

Im folgenden ist die Erfindung mit weiteren vorteilhaften Einzelheiten anhand eines schematisch dargestellten Ausführungsbeispiels näher erläutert. In den zeichnungen zeigt: . ·

Fig. 1 einen Querschnitt durch eine Wärmeübertragungs-Versuchsanordnung;

Pig« 2 ein Rohrleitungsschema für das Verfahren und die Vorrichtung gemäß der Erfindung mit der Wärmeübertragungsversuchsanordnung;

pig. 3 ein Sohaltschema für das Verfahren und die Vor-".." ■ richtung zum kontinuierlichen Prüfen _f Überwachen und Aufzeichnen von Daten, die die Wärmeübertragungsversuchsanordnung betreffen, sowie zum Überwachen und Aufzeichnen von Daten über die Korrosion, Leitfähigkeit, den pH-Wert und dgl.. ■

In Fig. 1 ist eine Wärmeübertragungsversuchsanordnung gezeigt, die .ein Rohr 12 und ein© innere, zylindrische Heizvorrichtung 14 aufweist, welche aus einem Heizrohr 16 besteht, in dem ein Heizelement 18 von hohem Widerstandswert, eingebettet in eine Isoliermasse 20, beispielsweise Magnesiumoxid angeordnet ist. Die Heizvor- ' ■ richtung 14 ist innerhalb des Rohres 12-koaxial mit dem- ■ selben so angeordnet, daß ein ringförmiger Pluidströmungskanal 22 gebildet wird. Im Heizrohr 16 der Heizvorrichtung 14 ist eine Vielzahl von .Thermoelementen 26 an der Oberfläche symmetrisch insgesamt an. Stellen angeord- · net, die den Uhrzeigerstellungen für 3_f S, 9 und 12 TThr entsprechen. Diese Thermoelemente dienen zum Wahrnehmen

der Wandtemperatur.
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Das Rohr 12 ist aus beliebigen^ durchsichtigem Werkstoff hergestellt, z.B_e aus Glas, um eine visuelle Beobachtung der Strömung ebenso wie ein<^Krustenbildung 24 um die

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-ιοί Oberfläche der Heizvorrichtung 14 herum zu ermöglichen. Das Heizrohr 16 der Heizvorrichtung 14 besteht aus metallischem Werkstoff, wie rostfreiem Stahl, Kupfer, Titan, Weicheisen, Messing oder dgl., je nach dem anfangs im Durchlauf durch die Wärmeübertragungsversuchsanordnung ■10 zu prüfenden Fluid oder, im Fall bereits'bestehender Einheiten, aus ähnlichem Metall, wie dem in der Einheit vorkommenden Metall. Normalerweise wird rostfreier Stahl für Kühlwasser verwendet, während Messing im Fall von •10 Meerwasser oder Brackwasser vorgesehen wird.

Wie nachfolgend noch im einzelnen erläutert wird, kann die Verunreinigungstendenz eines Fluids dadurch ausgewertet werden, daß man ein Fluid mit gesteuerter Durch-

15- fiußmenge und Wärmeabgabe des Heizelements 18 durch die Wärmeübertragungsversuchsanordnung 10 leitet und Messungen des Temperaturabfalls ( 4TS) zwischen dem Heizrohr und dem Fluid vornimmt, um den Widerstand (R) der Krustenbildung 24 zu bestimmen.

Wie aus Fig. 2 hervorgeht, ist die Wärmeübertragungsversuchsanordnung 10 innerhalb eines Rohrleitungssystems angeordnet, zu dem eine Einlaßleitung 31 und eine Verunreinigungsschutzmittel führende Leitung 32 gehört, die

25' über die Abgabeseite einer pumpe 34 mit einem Behälter in Fluidverbindung steht, der ein Verunreinigungsverhütungsmittel enthält. Ferner weist das Rohrleitungssystem 30 Strömungsmesser 35 und 36, einen Rotadurchflußmesser. 37 und ein Durchflußmengensteuerventil 38 auf. Die Einlaßleitung 31 steht über Leitungen 42 und 44, die durch Ventile 46 bzw, 48 gesteuert sind, in paralleler Strömungsverbindung mit den Strömungsmessern 35 und 36. Die Leitungen 42 und 44 stehen über eine durch ein Schleusen-. ventil 52 gesteuerte Leitung 50 mit einem Ende des Rotadurchflußmessers 37 in Fluidströmungsverbindung, während das andere Ende des Rotadurchflußmessers 37 über Leitun-. gen 54 und 56 mit dem Einlaßende der wärmeübertragungs-"verauohsanordnung 10 in Fluidströraungsverbindung steht.

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Die Leitung 44 steht über eine Leitung 58,. die durch ein Umgehungsventil 60 gesteuert wird, mit einer Leitung 56 in Fluidströmungsverbindung.

Der Auslaß der Wärmeübertragungsversuchsanordnung 10 steht über eine Leitung 62 und eine durch ein Schleusenventil 66 gesteuerte Leitung 64 auf dem Weg Über das Durchflußmengensteuerventil 38 und eine Leitung 70 mit . einem Auslaß 68 in Fluidströmungsverbindung. Die Leitung .

62 steht über eine durch ein Umgehungsventil 74 gesteuerte Leitung 72 mit der Leitung 70 in Fluidströmungsverbin-. dung. Die Leitung 70 ist mit einer Durchflußküvette 7b/ versehen, die eine Vielzahl von hier nicht gezeigten Sonden aufweist, mit denen weitere parameter, des- Fluids ge— messen werden, wie noch im einzelnen erläutert wird.

Die Strömungsmesser 35 und 36 sind vorzugsweise von Venturi-Bauart und haben jeweils eine unterschiedliche Nennleistung bzw. eine unterschiedliche Grundlage für die Durchflußleistung und sind Über_ Wandler 78 mit einer Differentialdruckmeßdose 80 elektrisch verbunden sowie durch Zuleitungen 82 bzw. 84? die den Druckabfall am entsprechenden Strömungsmesser 35 bzw. 36 wahrnehmen. Das Rohrleitungssystem. 30 ist mit einem⁴ Thermoelement 86- versehen, welches die Temperatur der'Einlaßwassermasse überwacht, sowie mit einer Hochtemperaturabsperrung 88.

Um einen ausreichend großen Bereich an Strömungsgeschwindigkeiten zu erzielen, können mehrere Wärmeübertragung-; versuchsanordnungen iO mit unterschiedlichem" Durchmesser austauschbar in das Rohrleitungssystem 30 eingesetzt werden. Das DurchfltißmengensteuerYentil 38 ist vorzugsweise von der Art mit gleichbleibender Durehflußleistung und hat einen nicht gezeigten inneren Druckausgleich, der ei» He Strömung mit einem im Voraus gewählten Wert gewährleistet. Der Rotadurchflußmesser 37 ermöglicht eine Sichtüberwachung und kann selbst durch eine nicht gezeigte Differentialdruckmeßdose elektronisch überwacht werden.

Wie Pig. 3 zeigt, ist das Rohrleitungssystem 30 mit einer Überwachungs- und Aufzeichnungsanordnung 90 integriert oder gekoppelt, die Bestandteile des Rohrleitungssystems 30 aufweist und auf einer nicht gezeigten Stützkonstruktion so angeordnet ist, daß sie innerhalb eines nicht gezeigten beweglichen Behälters anbringbar ist, z.B. in einem Anhänger, Lastwagen oder dgl., um leicht von einem ; Ort zum anderen bewegt werden zu können, damit ein durch

eine Einheit, z.B. einen Wärmeaustauscher, Reaktor oder dgl. fließendes Fluid geprüft werden kann, wie im einzel-. ήβη noch zu beschreiben sein wird. Der Behälter hat eine Klimaanlage, d.h. es besteht die Möglichkeit, im Voraus gewählte Bedingungen hinsichtlich Temperatur, Feuchtigkeit und dgl. einzustellen, um das ordnungsgemäße Funk-.15 tionieren der "verschiedenen Einheiten der Überwachungsund Aufzeichnungsanordnung sicherzustellen.

Zur Überwachungs- und Aufzeichnungsanordnung 90 gehört eine Kräfteinlaßanordnung 92, ein Analog-Digital-Umsetzer 94 sowie ein Rechner-Drucker 96. Die Krafteinlaßanordnung 92 weist einen 100 V Wechselstromeinlaßanschluß 98 mit einem Transformator 100, einen 220 V Wechselstromeinlaßanschluß 102 sowie einen 440 V Wechselstromeinlaßanschluß 106 mit einem Transformator 104 auf, die über Leitungen 108 an einen Regelwiderstand 110 angeschlossen sind. Insgesamt wird der 110V Wechselstromanschluß für die Klimabedingungen benutzt, während eine der weiteren Stromquellen für die Überwachungs- und Aufzeichnungsaufgaben herangezogen wird. Der Regelwiderstand 110 ist über Leitungen 112' mit einem Leistungsmesserwandler 114 verbunden, der über Leitungen 116 eine Stromquelle für das Heizelement 18 des Heizrohrs 16 liefert.

Der Leistungsmesserwandler 114 erzeugt ein Signal, welches über eine Leitung 118 an den Analog-Digital-Umsetzer 94 angelegt wird und den Strompegel des' Heizelements 18 des Heizrohrs 16 wiedergibt. Die Thermoelemente 26 und 86 erzeugen Signale, welche eine Temperatur wiedergeben

.-13- ■ ,.

und über Leitungen 120 an eine Bezugsverknüpfungsstelle 122 angelegt werden, um von dort über Leitungen 124 an den Analog-Digital-Umsetzer 94 weitergeleitet zu werden.

Die Wandler 78 erhalten von den Strömungsmessern 35 und 36 erzeugte Signale und gehen ihrerseits ein Signal über Leitungen 126 und/oder eine Leitung 128 an die Differentialdruckmeßdose 80 weiter, die ein analoges Signal erzeugt, welches die Durchflußleistung wiedergibt und über eine Leitung 130 an den Analog-Digital-Umsetzer 94 angelegt wird.

Die eine Vielzahl von Sonden aufweisende Durchflußküvette 76 ist über Leitungen 132, 134 und 136 mit einem· Kontrollinstrument zum Überwachen der Leitfähigkeit 138, einem Kontrollinstrument zum Überwachen des pH-Wertes 140 bzw» einem Kontrollinstrument zum Überwachen der Korrosion verbunden, die ihrerseits über Leitungen 144, 146 bzw. 148 an den Analog-Digital-Umsetzer 94 angeschlossen sind.

Dem Fachmann ist bekannt, daß der Analog-Digital-Umsetzer analogs Daten in digitale Ausgangsdaten umwandelt, die dann ihrerseits über eine Leitung 150.in den Rechner-Drucker 96 eingegeben werden, um in einem Bezugszeitrahmen aufgezeichnet zu werden.

· .

Im Betrieb wird die auf einer entsprechenden Stützanordnung angeordnete Überwaohungs- und Aufzeichnungsanordnung .90, die von einem in sich geschlossenen Klimabehälter umschlossen ist, in der Nähe einer Grund operation bzw. el-· nes Einheitsverfahrens, z.B. einem Wärmeaustauscher oder einer Ligninzerstörungs- bzw. Zersetzungsvorrichtung be-, nachbart angeordnet, in der ein su prüfendes Fluid fließt, welches unter anderem auf Verunreinigungstenden- zqxl untersucht werden soll, damit diese Verunreinigungstendenzen ausgewertet werden können, und/oder eine leichte Behandlung zur Beseitigung derselben durchgeführt werden kann. An die Krafteinlaßanordnung 92 wird eine Kraftquelle angeschlossen, und eine flexible Leitung wird mit

der Grundoperation "bzw. dem Einheitsverfahren in Fluidatrömungsverbindung gebracht, und zwar im allgemeinen an der stromaufwärts liegenden Seite. Das zirkulierende Fluid wird durch die Einlaßleitung 31 durch Steuerung des Ventils 46 bzw. 48 entweder über Strömungsmesser 35 oder 36 in das Rohrleitungssystem 30 geleitet und fließt dann nacheinander von der unter Steuerung durch das Ventil 52 stehenden Leitung 50 durch den Rotadurchflußmesser 37» durch die leitungen 54 und 56 durch die Wärme-Übertragungsversuchsanordnung 10, unter Steuerung des Ventils 66 durch die Leitung 64 und 62 durch das Durchflußmengensteuerventil 38 und schließlich auf dem Weg durch die Leitung 70 durch die Durchflußküvette 76, um durch den Auslaß 68 entweder als Abfall abgegeben oder in' die Grundoperation bzw. das Einheitsverfahren zurückgeleitet zu werden.

Während dieser Betriebszeit wird über die Leitungen 116 dem Heizelement 18 des Heizrohrs 16 Strom zugeführt, wo-.bei die .Temperatur der Wand der Heizvorrichtung 14 überwacht wird, um die Durchschnittstemperatur zu ermitteln. Gleichzeitig wird die Fluidmassentemperatur vom Thermoelement 86 gemeinsam mit der Überwachung der Fluidgeschwindigkeit überwacht, um festzustellen, ob, und wenn ja welche Auswirkungen die Geschwindigkeit unter gegebenen Betriebsbedingungen auf die Verunreinigung hat. Die Wassergeschwindigkeit wird vom Durchflußmengensteuerventil 38 mit gleichbleibender Durchflußleistung gesteuert und' am Rotadurchflußmesser 37 visuell überwacht, während gleichzeitig eine elektronische Überwachung mit Hilfe der Differentialdruckmeßdose 80 erfolgt, die den Druckabfall entweder am Strömungsmesser 35 oder am Strömungsmesser 36 wahrnimmt.

Das Thermoelement 26 für die Wandtemperatür, das Thermoelement 86 für die"Wassermassentemperatur, der Leistungsmesserwandler 114 und die Differentialdruckmeßdose 80 sind über die Bezugsverknüpfungsstelle 122 mit dem Ana-

log-Digital-Umsetzer 94 verbunden, so daß analoge elektrische Signale in digital© Ausgangssignale umgewandelt werden, die zur Aufzeichnung an den Rechner-Drucker 96 weitergeleitet werden, der natürlich' gewisse Berechnungen vornehmen kann, um Rechendaten, beispielsweise einen Verunreinigungsfaktor zu erzeugen. Dieser Verunreinigungsfaktor steht in zeitlicher Beziehung zu Daten der Kontrollinstrumente zur Überwachung der Leitfähigkeit 1j5ü, des pH-Wertes 140 und der Korrosion 142. Auf diese Weise werden gleichzeitig verschiedene Informationen über Pak-, toren gesammelt, die sich auf die Verunreinigung usw. beziehen.

Gemäß einem weiteren Merkmal der Erfindung wird die Vorrichtung in der Uähe einer Grundoperation oder eines tiinheitsverfahrens, z.B. einem Wärmeaustauscher oder einer Ligninzersetzungsvorrichtung benachbart angeordnet, die mit dem zu prüfenden Fluid arbeitet, welches unter anderem auf Verunreinigungstendenzen geprüft werden soll, um eine Auswertung zu ermöglichen und eine Verunreinigungssehutzspezifikation zu entwickeln. Während der Anfangs- · zeit wird die Vorrichtung so betätigt, wie bereits beschrieben, um Rechendaten zu erzeugen, beispielsweise einen Verunreinigungsfaktor. Dieser Verunreinigungsfaktor wird zeitlich in Beziehung gesetzt zu Daten von den Kontrollinstrumenten für die Überwachung der Leitfähigkeit 138, des pH-Wertes 140 und der Korrosion 142.

Anschließend wird während einer vorherbestimmten Dauer oder kontinuierlich die Pumpe 34 erregt, um bestimmte Mengen eines Verunreinigungsschutzmittels in das Rohrleitungssystem 30 zu leiten, wobei gleichzeitig mit der damit einhergehenden Erzeugung, von Verunreinigungsaaten die oben erwähnten Aspekte überwacht werden, um den Wir-

kungsgrad der Verunreinigungsschutzspezifikation zu beurteilen. Das überwachen und Auswerten der Spezifikation für Verunreinigungsschutz und Änderungen derselben ermöglichen es, eine endgültige Verunreinigungsschutzspezi-

fikation für ein gegebenes wässriges oder nichtwässriges Fluidsystem auszuwerten. Dementsprechend kann das mit Verunreinigungsschutzmitteln behandelte Fluid durch die zum'Ablaß führende Leitung 70 in die Grundoperation oder

5· das Einheitsverfahren zurückgeleitet werden, wodurch eine konstante Auswertung der Verunreinigungsschutzspezifikation für dies Verfahren möglich ist.

Beispiel '

Kühlwasser für eine Gasverarbeitungsanlage mit einem pH-Wert von 7,2 bis 7,6, welches mit 24 Teilen pro Million chemischer Verunreinigungsschutzstoffe behandelt wurde, die eine Kombination aus phosphonaten, aromatischen GIykolen und chelatbildenden Mitteln enthielten, ergab einen Verunreinigungsfaktor von 240 bis 260. Zusätzlich zu den chemischen Verunreinigungsschutzstoffen wurden 150 Teile pro Million eines Korrosionsverhütungsmittel3 und · 10 Teile pro Million eines mikrobentötenden Mittels bzw.-Mikrobiozids (auf Schockbasis ins Kühlwasser) zugefügt.

Es wurde eine Verunreinigungsschutzspezifikation entwickelt, gemäß der 150 Teile pro Million eines Korrosionsschutzmittels, 50 Teile pro Million eines nicht-■ ionischen VerunreinigungsschutzmitteIs und 50 Teile pro .Million eines Mikrobiozids gemeinsam mit einer Base zum Ändern des pH-Wertbereichs von 7,8 auf 8,2 zugefügt wird. Die Auswirkungen der neuen Spezifikation wurden durch " kontinuierlichen Betrieb der Wärmeübertragungsversuchsanordnung 10-unter gleichen Bedingungen festgestellt und es ergab sich als Ergebnis ein Verunreinigungsfaktor von 20 bis 25, d.h. eine zehnfache Verringerung gegenüber dem ursprünglich beobachteten Wert.

Nach der fertigen Erstellung einer Verunreinigungsschutzspezifikation wurde die Überwachungs- und Aufzeichnungsanordnung 90 durch Schließen der Ventile 46 bzw. 48 und Trennen der .Verbindung zwischen der Einlaßleitung 31

lind der Fluidquelle von der Grundoperation bzw. dem Verfahren getrennt. Die Überwachungs- und Aufzeichnungsanordnung 90 ließ. sich, danaoh ohne weiteres an eine andere Stelle innerhalb der Anlage oder zu einer anderen Anlage bewegen.

Was die Aufstellung von Verunreinigungsschutzspezifika-· tionen "betrifft, so ist das Verfahren und die Vorrichtung gemäß der Erfindung "besonders gut geeignet für die Entwicklung derartiger Spezifikationen, die Kühlsysteme mit einmaliger Durchleitung, chemische Verarbeitung wie einen Kamyr-Kocher oder Brauchwasser für Kondensatoren betreffen.

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Leerseite

Claims (16)

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   PATENTANWÄLTE " Dr. rer. nai. DIETER LOUIS

   Dlpl.-Phys. CLAUS PDHLAU Olpl.-Ing. FRANZ LOHRENTZ DlpL-Phys.WOLFGANG SEGETH

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   Boonton, New Jersey, U.S.A.

   Ansprüche

   ₍ 1.'Vorrichtung zum Prüfen eines Fluids zur Erzeugung von Verunreinigungsaaten und weiterer parameter, gekennzeichnet durch ein Rohrleitungssystem (30) mit einem Fluideinlaß und Auslaß und einer Wärmeubertragungsversuchsanordnung (10), die eine Heizvorrichtung (H) und ein darin innerhalb eines Heizrohres (16) mit einem Fluidströnmngskanal (22) angeordnetes Heizelement (18) aufweist, eine Einrichtung zum Messen der Temperatur des Fluids, welches in die wärmeu"bertragungsversuchsanordnung (10) einströmt, einer Einrichtung zur zufuhr elektrischer Energie von vorhergewah.lter Stärke zu dem Heizelement (18), eine Einrichtung zum Messen der Wandtemperatur des Heizelements, ein© Strömungeninrichtung zum Messen der Geschwindigkeit des durch das · . Rohr fließenden Fluids und eine Einrichtung zum Erzeugen von Vörunreinigungsdaten anhand der im Voraus gewählten Stärke elektrischer Energie, die an das Heizelement angelegt "wird, der gemessenen Temperatur des Fluids und der gemessenen Wandtemperatur der Heizvorrichtung (14). ■ ·
2. 2. Vorrichtung nach Anspruch 1, ' .

   dadurch gekennzeichnet, daß eine Verunreinigungsschutzspezifikation ersteirbar ist, und daß eine. Leitung vorgesehen ist, durch die ein Verunreinigungsschutzmittel in das Fluid einführbar ist.

   • · β · β »

   —2—
3. 3. Vorrichtung nach Anspruch 1,

   dadurch geicennze ichnet, daß eine Einrichtung vorgesehen ist, die einen Parameter mißt, der aus der aus Korrosion, pH-Wert' und Leitfähigkeit "bestehenden Gruppe auswählbar ist.
4. 4. Vorrichtung nach Anspruch 3, .

   dadurch gekennze i ohne t, daß eine Anordnung vorgesehen ist, die die im Voraus gewählte Stärke der an

   10" das Heizelement angelegten elektrischen Energie, die gemessene Temperatur des Fluids, die gemessene Wandtemperatur der Heizvorrichtung, die gemessene Geschwindigkeit des Fluids durch das Rohrleitungssystem und den gemessenen Parameter gleichzeitig aufzeichnet.

   ·· .
5. 5. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennze iohnet, daß sie ein Strömungssteuerventil aufweist.

   .20
6. 6. Vorrichtung nach Anspruch 5,

   dadurch gekennz ei ohne t, daß das Strömungs-r Steuerventil von der Art mit konstanter Strömung ist und ■ eine Druckausgleichsvorrichtung enthält.
7. 7. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Strömungs-. einrichtung eine Venturi-Vorrichtung aufweist.
8. 8. Vorrichtung nach Anspruch 7,

   dadurch gekennzeichne t, daß die Venturi-Vorrichtung mit einer Differentialdruckmeßdose verbunden ist, die in Abhängigkeit von einem Druckabfall über die Venturi-Vorrichtung hinweg ein Signal erzeugt.
9. 9. Vorrichtung nach" einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß eine Umwandlung seinrichtung vorgesehen ist, die analoge elektrische Signale in digitale Ausgangssignale umwandelt.
10. 10. Vorrichtung nach Anspruch 1, ' .'

    dadurch gekennze ichnet,- daß sie auf einer "bewegbaren Konstruktion innerhalb einer Kammer mit regulierbaren Klimabedingungen abgestützt ist.

    • t> 4 • »9 β O

    -4-
11. 11. Verfahren zum Prüfen eines durch eine Einheit zu leitenden Fluids in einem indirekten -Wärmeübertragungsverhältnis zur Überwachung und Aufzeichnung von Verunreinigungsdaten und anderen Parametern,

    ■ 5 "dadurch gekennze ichne t, daß a) die Einheit mit einer Prüfzone einer mobilen Anordnung in Fluidströmungsverbindung gebracht wird, wobei die Prüfζone eine Heizvorrichtung mit einer Wärmequelle aufweist, b) die · Temperatur des Fluids gemessen wird, c) die Wärmequelle erregt wird, d) die Temperatur der Heizvorrichtung während des Hindurchströmens des Fluids durch die Prüfzone gemessen wird, e) die Durchflußleistung des .Fluids gemessen wird, f) ein Parameter des Fluids, der aus der aus Korrosion, pH-Wert und Leitfähigkeit bestehenden· Gruppe ausgewählt wird, überwacht und gemessen wird, und g), die Daten der Verfahrensschritte b), d) und f) gleichzeitig aufgezeichnet werden.
12. 12. Verfahren nach Anspruch 11,

    dadurch gekennzeichnet, daß ein Verunreinigungsschutzmittel in das Fluid eingeführt wird, während die Verfahrensschritte b) bis e) unter Entwicklung einer Verunreinigungsschutzspezifikation fortgesetzt werden.
13. 13. Verfahren nach Anspruch 11 oder 12, dadurch geke η η ζ e i ohne t, daß die Daten auch in einer Art und Weise zur weiteren elektronischen Übertragung an eine Datenbank aufgezeichnet werden.
14. 14. verfahren nach einem der Ansprüche 11 bis 13, dadurch gekennzeichnet, daß die Einheit im Strömungskreislauf benutzt wird.
15. 15. Verfahren nach Anspruch 11,

    dadurch gekennzeichnet,· daß das Fluid nach dem Durchlaufen durch die prüfzone in. die Einheit zurückgeleitet wird.

    ft α * β ο

    1
16. 16. Verfahren nach einem der Ansprüche 11 bis 15, dadurch gekennzeichne t, daß mit den Ver fahrensschritten "b) bis e) ein analoges Signal erzeugt wird, welches in ein digitales Signal umwandelbar ist,

    5 das gemeinsam mit Verschmutzungsdaten aufgezeichnet '. wird.