时间:2026-10-15 预览:1
锅炉房里,排烟温度每升高约 10℃,热效率大约降低 1%——这是每个司炉工都知道的账。但还有一笔账几乎没人算:炉墙、蒸汽管道、换热器保温层悄悄漏掉的那部分热,是多少?
它看不见。没有烟囱冒白汽那样的直观迹象,没有仪表盘上跳动的数字,只有保温层外一层不烫手却持续存在的温热。可把这些"温热"按面积累加起来,往往是一笔惊人的数。
近日,深圳市德图远大仪器有限公司对其多通道热流计与辐射热流传感器产品线进行系统梳理与推广。这条线要做的事只有一件:把"哪里在漏热、漏了多少"从感觉变成 W/m² 的数。
先理解原理:热流计测的不是温度
这是最容易被混淆的一点。热流计测的是热流密度——单位时间、单位面积通过的热量,单位是 W/m²(或 kW/m²),而不是温度。
导热式热流计的原理是傅里叶定律:一块已知厚度与热导率的芯板,单位时间内导过的热流密度,与材料热导率、芯板两面温差成正比,与厚度成反比。在芯板两面装上由多支热电偶串接组成的热电堆测出温差,就得出热流密度。整个芯板与热电堆封装成薄片状检测头,贴敷在被测的炉墙、建筑围护结构或热管道表面,即可直接读出该点的散热热流密度与表面温度。
相比"表面温度法"(靠温差与换热系数估算)与"红外热成像法"(受表面发射率影响),热流计法的优势是直接、避开发射率与对流换热系数的估算误差。当然它对测点表面状况要求较高——探头须与被测面接触良好,且探头本身会对局部热流产生扰动,必要时需修正。
主机:DT5300,八个通道一次布点
DT5300 便携式八通道热流计是德图远大结合了近 20 年热流测量经验、专门为热流测量开发设计的多参数八通道数据记录仪,配合全线热流传感器实现热流数据的精确测量。
参数 | 指标 |
|---|---|
通道数 | 8 个独立通用通道,最多同时连接 4 个内置热电偶的热流传感器(不测温时可连 8 个) |
分辨率 | 0.1 μV,搭配高分辨率热流传感器整体可达 0.1 W/m² |
采样速率 | 最快 200Hz,11 档可选(50 次/秒 ~ 1 次/10 分钟) |
精度 | 热流密度优于 3% |
温度测量 | T 型热偶 -200~400℃;K 型热偶 -200~1200℃;分辨率 0.1℃,精度为量程的 0.5% |
多参数 | 支持热流密度、热电偶信号(T、K、J、S、R、B 型)及电压信号同步测量 |
数据存储 | 4M 内存 + 内置 32GB SD 卡 |
通信接口 | USB(连 PC)、蓝牙(连蓝牙打印机) |
软件功能 | 传感器定义、触发设置、报警设置、数据显示、数据下载、导出 Excel |
供电 | 内置可充电电池,充满连续使用约 8~12 小时,另配外部电源适配器 |
机身 | 铝合金外壳 + 硅胶护套,204×103×35mm、约 420g |
校准 | 传感器出厂校准符合 ISO/DIS 8302(对应 GB/T 10294) |
八通道的价值在于"同步"。 建筑围护结构的内墙、外墙、屋顶、地面可以一次布点同步出数,不必反复拆装、分批测量;锅炉炉墙的不同标高、管道的不同区段也能同时挂测。8~12 小时续航配合 1 次/10 分钟的最慢档,意味着可以挂一整班甚至过夜,覆盖昼夜温差带来的波动。
面向更大规模的多点测量,产品线还提供 iUDAQ T8S 多通道热流计:便携式、超大屏幕、可选电池模块、单机多达 64 通道、全隔离万能输入、最快采样 0.1S、Modbus 通讯、内置 2GB 内存——适合大型炉体或建筑热工性能实验的多测点长期采集。
传感器:按工况选,这是选型的真正难点
同一台主机,配不同传感器,测的是完全不同的工况。德图远大的传感器端按"温度、空间、热流强度"三个维度分档:
常规平面——A 系列聚酰亚胺传感器
精度 1%~10%,测温范围 -250~315℃,响应时间 1.0s。适合常规的墙体、平面保温结构测量,是最通用的选择。
窄缝与曲面——HS 系列超薄铜片传感器
厚度仅 0.4mm,响应 0.3s,-180~300℃,量程 ±200 kW/m²。超薄这一特性意义重大:传感器越薄,对原热流场的扰动越小,且能塞进窄缝、贴合曲面。其中 HS-30(30×30×0.4mm)用于常规面,HS-9010(90×10×0.4mm)用于条状区域,HS-25010 条形传感器用于 Φ80mm 以上管道——管道是曲面,平板传感器贴不牢,必须用条形。
高温区——HT-50 高温热流传感器
炉膛等高温区用它:φ19.05mm 感应面,量程 0~±3.14 MW/m²,耐温 -180~980℃(真空可达 1090℃),响应 100ms,导线耐温 1100℃。极端工况还有水冷型 HT50-20 / M24,最高可在 1600~1700℃ 环境下使用,且传感器耐压 5MPa 保持分辨率不变(推荐冷却水流速不低于 3 升/分钟,出水温度不超过 80℃)。
辐射与全热流——CT/CR 系列(法国 Captec)与 HT50 系列(美国 iTi)
当测量对象是辐射热流而非传导热流时,需要另一类传感器:
CT 系列(总辐射)与 CR 系列(红外辐射):量程至 1200 kW/m²,工作温度高达 1420℃,响应快至 0.025 秒,准确度优于 3%;波长响应覆盖 0.3~50μm(红外+可见光)与 1~50μm(红外);传感器直径仅 Φ10mm,采用水冷。
HT50 系列:测全热流(总辐射 + 对流),量程至 3140 kW/m²,工作温度 1600℃,响应 0.1 秒,准确度优于 5%,水冷。
应用包括:高温热源的标准化(激光、爆炸等辐射热流测量)、高炉与锅炉热流、燃烧室动力输出、引擎与发动机热损失测定、火箭与喷气发动机、航空与空间科学、火灾与燃烧试验及防护设备性能试验、过程控制(玻璃制造、火焰、炉窑)。
四个典型应用场景
一是锅炉与炉窑散热损失普查。 把热流传感器贴敷在炉墙、烟道、蒸汽管道的外护层表面,读出 W/m²,再乘以各部位面积,即得出总散热损失。这是节能监测的必测项目,也是判断"保温层该不该换"最直接的依据。
二是建筑围护结构传热系数现场检测。 官网技术资料明确了热流计法的现场条件:热流计直接安装在被测围护结构内表面并完全接触;温度传感器安装在结构两侧;检测宜选在寒冷月份,高温侧表面温度应比低温侧高 10℃ 以上;测点应避开热桥、裂缝、空气渗漏部位,避免加热/制冷装置与风扇的直接影响,避免阳光直射;检测持续时间不应少于 96 小时,记录间隔不应大于 60 分钟。这些条件不满足,数据就没有参考价值。
三是火灾与燃烧试验。 200Hz 高速采样配合 0.025 秒响应的辐射热流传感器,可捕捉火焰热流的瞬态变化与防护材料的性能表现。
四是发动机与动力装置热损失测定。 毫秒级波动的热流过程,需要高速通道 + 高温/水冷传感器配合。
与红外热像仪配合使用:先扫后测
值得说明的是,热流计与红外热像仪不是替代关系,而是"先扫后测"的搭档:
红外热像仪负责大面积快速筛查——一眼扫过整面炉墙,找出异常热点区域;
热流计负责对筛选出的关键点位做定点定量取值——热像仪给出的是表面温度(受发射率影响),热流计给出的是真正的热流密度 W/m²。
先用热像仪把测点从"整面墙"缩小到"几个可疑区域",再用热流计在这些点位精确取值并换算总散热损失,这是现场最高效的组合。
四条选型建议
先定测量对象的形态与温度——常规平面选 A 系列;窄缝、曲面、管道(尤其 Φ80mm 以上)选 HS 系列超薄/条形;炉膛高温区选 HT-50;超高温炉窑选水冷型(达 1600~1700℃);纯辐射热流选 CT/CR 系列。
再定通道数——常规节能诊断 8 通道(DT5300)足够;大型炉体或建筑热工实验的多测点长期采集,选 64 通道的 iUDAQ T8S。
三问采样速率——稳态散热损失测量可用慢档(1 次/10 分钟)长时挂测;火灾试验、发动机瞬态热流必须上 200Hz 快档,并配 0.025~0.1 秒响应的传感器。
最后确认接触条件——这是热流计法最容易翻车的一环。被测表面需平整、传感器须完全贴合(必要时用导热硅脂或胶带固定),避开热桥、裂缝、渗漏点与阳光直射,并留足不少于 96 小时的检测时长。
从一台热流计到一张能量平衡表
值得关注的是,德图远大已将热流计纳入更完整的现场方案——"工业能源审计轻量包"与"锅炉能效三本账":
第一本账:酸露点仪回答"排烟温度能降到多少";
第二本账:DT5300 八通道热流计回答"炉体漏了多少热";
第三本账:PT900 外夹式超声波流量计回答"介质走了多少吨"。
三者数据汇总,输出"某段供热母管输入热量—末端有效利用热量—沿线散热损失"的简易能流图。工程师带设备进场,一天内完成主干线流量普查 + 热点扫描,交付含点位图、数据曲线与改造优先级的 PDF 简报。对年耗能过万吨标煤的用户,这种"先计量后改造"的模式比直接上 CEMS 或 SCADA 更轻、回本更快。
深圳市德图远大仪器有限公司成立于 2010 年,位于深圳前海片区,是专业从事高新技术研发、国际贸易、项目开发设计与安装的技术性公司,长期服务于石油化工、电力、冶金、环保、铁路、造纸等行业。
公司表示,热流测量的难度不在主机参数,而在传感器选型与测点布置——同一台 DT5300,配错传感器或贴错位置,数据同样没有意义。德图远大可针对不同炉型、保温结构与检测目的提供传感器选型建议与现场布点方案。