[摘 要]换热管在吸热除尘时经常发生漏水现象。本文主要应用电磁感应原理，借鉴涡流检测的理念构思了本结构模型，力图达到无损检测，是物理方法在工业应用上的一种创新。
　　[关键词]机械创新 电磁感应 无损检测
　　中图分类号：TK172 文献标识码：A 文章編号：1009-914X（2018）01-0013-01
　　引言
　　换热管是余热利用低温电除尘器的重要部件，一般布置于锅炉空预器出口至电除尘器烟道内或除尘器进口喇叭处，换热介质为中低压水，用以吸收锅炉尾部烟气余热。由于换热管完全包裹在喇叭或烟道内，若出现漏水，不仅影响设备运行，更严重时若漏水未被及时发现，泄漏的水流入电除尘器，将造成电除尘器灰斗内积灰结块、灰斗堵灰、输灰系统输灰不畅，进而威胁电除尘器安全运行。目前工业上对换热管检漏多从机械结构入手，本设计从物理方法上创新，应用电磁感应原理，对换热管状态实现时时监测，力求在尽可能短的时间内将换热管泄漏报告给相关操作人员，避免不必要的损失。
　　一、方案原理
　　本设计主要应用于较为灵敏的电磁感应原理：当换热管未发生泄漏，整个设备正常运行时，换热管与烟道间介质只有粉尘；而一旦换热管发生泄漏，其与烟道间的介质即为粉尘和水两种物质。将整个待检测设备看作一个磁场，磁介质不同（相当于磁芯不同），其感应电动势也不同，以示波器将感应电动势转化成相应的频率，将设备正常运行时的电动势频率设定为正常值，设备泄漏时的电动势频率设为警报值，通过与计算机、报警器相连，则可实现泄漏检测及警报（图1，图2）。
　　二、结构模型
　　如图3为设计的换热管在线检漏装置。烟道旁是一个导线框，里面通有正弦交流电，导线框接入线圈的一端，另一端均匀绕在烟道上（烟道里面是换热管，换热管内是介质水，换热管外烟道内是不断通入的粉尘）绕好的线圈端接入示波器（因为示波器可以将电动势转化为频率，电动势不同，频率不同），示波器另一端再与计算机相连（在计算机中将介质只有粉尘时的电动势频率设定为安全范围，将介质中既有粉尘又有水（此时即换热管漏水）的电动势频率设为超出预警值），当计算机接受的频率超出预警值时则发出警报提醒操作人员。
　　三、数据分析
　　原理公式
　　①自感电动势E=Ldi/dt
　　②电感量L=μN^2S/l
　　其中μ：介质磁导率
　　l：螺线管的长度
　　S：螺线管的截面积
　　N：线圈总匝数
　　查阅常见材料磁导率表得知：μ空气=1.00000004≈μ粉尘，μ水=0.99993700；
　　将烟道、换热管（均为不锈钢管模拟）、粉尘和水组成的系统的磁导率记为μ0；
　　以本模拟实验的数据为例：
　　N=1000匝，烟道直径D=0.08m，漆包线直径d=0.17mm，交流电频率f=50Hz，
　　当换热管未泄漏时，系统的磁导率μ01=200.008，当换热管泄漏水量100ml（即泄漏6.67%）时，系统的磁导率μ02=150.588。
　　即在示波器上的数据如表1：
　　由以上数据得知，当用放大电路将数据放大至3～5倍时，泄漏前后的峰值可划分为两段范围值，将正常范围下限值设定为警报值，当低于警报值时，警报器报警，即表明换热管泄漏。
　　结论
　　换热管在线检漏装置利用了涡流检测原理，能在换热管出现漏水时及时警报，提醒操作人员关闭装置，从而保障了电除尘器的安全。它是一种机械结构在物理方法层面上的创新。
　　它具有以下三点应用价值：
　　1.原理易懂，结构简单，对操作人员无过高要求，便于工作人员理解和操作；
　　2.不介入式检测，检测装置安装在换热管及烟道外部，实现了无损检测；
　　3.实时监测，无需操作人员时刻检测设备运行状态。