CN102748766A - 一种气体吹灰器 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种气体吹灰器，包括传动装置、进气装置、填料密封装置、吹灰管和支架；填料密封装置一端与进气装置相连接，另一端与吹灰管相连接；进气装置包括吹灰介质管、吹灰介质电磁阀、除灰剂管、除灰剂管电磁阀和进气管，吹灰介质管和吹灰介质电磁阀构成第一进气通路，除灰剂管和除灰剂管电磁阀构成第二进气通路，进气管内形成进气腔，除灰剂管与进气管以法兰连接，吹灰介质管与除灰剂管相焊接，吹灰介质管与除灰剂管轴线的夹角为锐角；本发明的气体吹灰器较现有吹灰气结构大为简化，制造成本显著降低，气体泄露点减少，能高效清除炉管及换热管上的积灰，使传热效率保持在较高的水平，从而降低燃料消耗。

Description

一种气体吹灰器

技术领域

本发明涉及石油炼制、石油化工领域管式加热炉所用的一种气体吹灰器。

背景技术

随着原油性质的变化，含硫量的增多，国内石化企业加热炉对流段及预热段受热面的积灰结垢问题日趋严重。受热面一旦积灰，将会严重地影响受热面的传热效果。在对流面积灰严重的情况下，传热能力大约降低30％～50％，这将使加热炉的热效率降低5％以上，而加热炉的燃料能耗占炼油企业总能耗的30％～40％，所以国内石化加热炉对流段积灰，加大了企业能耗，影响了正常生产，缩短了开工周期。如何有效地减少受热面的积灰，确保受热面的传热效率保持在一个较高的水平上，这对于延长加热炉的开工周期，节约燃料将是至关重要的。目前国内普遍采用的有效手段是应用吹灰器来减少受热面的积灰。

中国专利CN201103913Y公开了一种“同步节能高效蒸汽吹灰器”，它是由电机驱动齿轮副，齿轮副通过连接管驱动吹灰管，电机同时驱动凸轮，凸轮与蒸汽导通阀的阀芯、阀杆系统相结合，完成进汽和吹灰管旋转工作。目前国内炼化企业加热炉上采用较多的DG-III型蒸汽吹灰器也是相近的工作方式。上述吹灰器只是单纯地利用吹灰介质的喷射动能进行吹灰，对粘结性灰垢的吹扫效果不佳。中国专利CN101876447A公开了“一种吹灰器”，它是一种化学和机械组合吹灰器，结构较为复杂，起化学作用的除灰剂和起机械作用的吹灰介质分别有各自独立的进汽机构，吹灰管也是一种组合结构，分别有内吹灰管、内吹灰喷嘴和外吹灰管、外吹灰喷嘴组合为一体，当加热炉用燃料油做燃料时，受热管表面形成的粘结性灰垢和疏松性灰垢较多，使用这种吹灰器吹扫效果较好。一般情况下，当加热炉用燃料气做燃料时，受热管表面形成的粘结性灰垢和疏松性灰垢相对较少，有必要对现有吹灰器做进一步简化改进，以节约制造成本，扩大气体吹灰器在燃气加热炉上的应用范围。

发明内容

本发明要解决的是现有的气体吹灰器在燃气加热炉对流段及预热段应用除灰剂除灰时吹灰器结构复杂的技术问题，为解决上述技术问题，本发明提供了一种用于炼化企业管式加热炉的气体吹灰器。该气体吹灰器较现有吹灰气结构大为简化，制造成本显著降低，气体泄露点减少，能高效清除炉管及换热管上的积灰，使传热效率保持在较高的水平，从而降低燃料消耗。

本发明提供的气体吹灰器，包括传动装置、进气装置、填料密封装置、吹灰管和支架；传动装置包括电机、减速器、链轮和链条；传动装置与吹灰管通过链轮和链条相连接；填料密封装置包括进气密封填料、填料压盖和填料箱；支架与填料箱相连接，传动装置固定于支架上；填料密封装置一端与进气装置相连接，另一端与吹灰管相连接；吹灰管远离填料密封装置的一端焊接有用于密封管口的封板，靠近封板的吹灰管外壁上设有若干吹灰喷嘴；进气装置包括吹灰介质管、吹灰介质电磁阀、除灰剂管、除灰剂管电磁阀和进气管，吹灰介质管和吹灰介质电磁阀构成第一进气通路，除灰剂管和除灰剂管电磁阀构成第二进气通路，进气管内形成进气腔，除灰剂管与进气管以法兰连接，吹灰介质管与除灰剂管相焊接，吹灰介质管与除灰剂管轴线的夹角为锐角；进气装置通过进气管与填料密封装置一端以焊接相连；第二进气通路、进气管、填料密封装置和吹灰管依次相连，位于同一轴线上；第一进气通路和第二进气通路均与进气管内的进气腔相通，进气腔与吹灰管上的吹灰喷嘴相通。

所述的吹灰介质管与除灰剂管轴线的夹角最好为60度或45度；

所述传动装置的减速器最好为摆线针轮减速器，电机、减速器通过链轮、链条驱动吹灰管转动。

采用本发明，具有如下的有益效果：(1)本发明吹灰器的进气装置提供了两个进气通路，第一进气通路用于吹灰介质(空气或蒸汽)的进入，第二进气通路用于除灰剂的进入，两个进气通路通过电控系统和电磁阀的有序控制共同使用一套机械机构，大大降低了吹灰器的制造成本，现有气体吹灰器在使用除灰剂清灰时，两个进气通路是单独的两套机械机构，一路经吹灰介质进气管、吹灰介质进气腔进入内吹灰管、内吹灰喷嘴，另一路经除灰剂进气管、除灰剂混合腔进入外吹灰管、外吹灰喷嘴，两个进气通路通过较复杂的机械机构组合在一起，制造成本较高。本发明吹灰器克服了现有气体吹灰器上述弊端，制造费用大为降低，使气体吹灰器能够在燃气加热炉上得到广泛应用，显著提高了气体吹灰器的应用范围。(2)本发明吹灰器不但使现有吹灰器的机械机构大为简化，制造成本显著降低，而且由于本发明吹灰器只有一套进气机构，吹灰器结构的气体泄露点也由现有的两处减为一处，从而使气体吹灰器的运行可靠性显著提高。

本发明吹灰器主要用于石油炼制和石油化工领域的管式加热炉，高效清除管式加热炉对流段中的炉管以及空气预热器中换热管上的积灰。可使炉管和换热管的传热效率能保持在较高的水平上，从而可以节约燃料消耗。火力发电厂的水冷管管壁表面积灰的清除，也可以采用本发明。

附图说明

图1是本发明气体吹灰器的总装配图；

图中：1-电机，2-减速器，31、32-链轮，33-链条，5-支架，10-连接件，61-除灰剂电磁阀，6-除灰剂管，71-吹灰介质电磁阀，7-吹灰介质管，85-进气腔，84-进气管，83-填料压盖，82-进气密封填料，81-填料箱，9-吹灰管，91-吹灰喷嘴，92-封板，4-前侧壁密封，11-前侧壁，12-后侧壁，13-炉管或换热管，14-后侧壁封板。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细的说明。附图和具体实施方式并不限制本发明要求保护的范围。

参见图1，本发明的气体吹灰器设有进气装置、传动装置、填料密封装置、吹灰管9和支架5。传动装置包括电机1、减速器2、链轮31和32、链条33，所述吹灰器的减速器2为摆线针轮减速器，它可以是工业上各种常用的类型。本发明采用摆线针轮减速器，原因是其减速比较大(可以达到700～1500)。

所述吹灰器的进气装置设有除灰剂管6、除灰剂电磁阀61和吹灰介质管7、吹灰介质电磁阀71，除灰剂电磁阀61连接除灰剂管6与进气管84、进气腔85相通，吹灰介质电磁阀71连接吹灰介质管7与进气管84、进气腔85相通，除灰剂管6和吹灰介质管7焊接在一起，轴心线之间的夹角α一般为60度或45度，这样一方面当吹灰介质管7中通入0.4～0.7MPa的吹灰介质时，吹灰介质管7可以作为引射管使用，单起引射作用，此处吹灰介质管7中的吹灰介质压力不是很高，只要求在除灰剂管6中形成负压，将除灰剂从除灰剂罐中吸入到进气管84中的进气腔85中，通过吹灰管9、吹灰喷嘴91喷洒到受热面表面，除灰剂和灰垢发生化学反应达到清除灰垢的作用，除灰剂罐另外设置(图中未示出)与除灰剂管6相连。另一方面，通过电控系统的有效控制使除灰剂电磁阀61关闭，吹灰介质管7又是吹灰介质(空气或蒸汽)的通道，在吹灰介质管7中通入0.7～1.2MPa的吹灰介质，此处吹灰介质管7中的吹灰介质压力较高，通过吹灰管9、吹灰喷嘴91，吹灰介质的喷射速度可以达到超音速(340m/s以上)，利用吹灰介质的喷射动能快速地清除加热炉受热面积灰。吹灰介质管7既作为除灰剂的引射管，又作为吹灰介质(空气或蒸汽)的通道，从而使现有气体吹灰器在使用除灰剂清灰时进气系统机械结构得以简化。

进气管84与吹灰管9通过填料密封装置相连，填料密封装置包括进气密封填料82、填料压盖83和填料箱81，以防止进气腔85中的吹灰介质泄露。图1中，进气密封填料82设于吹灰管进气端的填料箱81内，用与进气管84焊接的填料压盖83压紧密封。如图1所示，进气管84另一端通过法兰连接与除灰剂管6连接。由于本发明吹灰器只有一套进气机构，相应的密封机构也相应减少，吹灰介质不易泄露。填料箱81与支架5用连接件10连接，连接方式采用焊接，用以在吹灰管转动工作的情况下使吹灰器进气系统保持不动。

所述吹灰器的吹灰管9上安装有吹灰喷嘴91，吹灰喷嘴91为拉瓦尔喷管结构，其喉部直径为4～7毫米，这种结构的喷嘴使吹灰介质的喷射速度可以达到超音速，实现较大的喷射动能有效清除积灰，吹灰管9的一端进气，另一端设有用于封闭管口的封板92，其结构和尺寸选择属常规技术。当用吹灰介质(空气或蒸汽)除灰时，吹灰管9是空气或蒸汽的喷射管；当用除灰剂除灰时，吹灰管9是除灰剂的喷洒管，这样吹灰管9既是空气或蒸汽的喷射管又是除灰剂的喷洒管，一管两用，使现有气体吹灰器在使用除灰剂清灰时使用内吹灰管和外吹灰管的复合结构得到简化。

所述吹灰器的传动装置包括电机1、减速器2、链轮31和32、链条33，链轮32通过键连接固定在吹灰管9上，电机1、减速器2通过链轮31和32、链条33驱动吹灰管9转动，实现除灰剂和吹灰介质对灰垢的清除作用。

参见图1，本发明吹灰器安装于管式加热炉对流段或空气预热器的侧壁上时，吹灰管9水平设置，由前侧壁11上的支撑孔穿过。前侧壁11外侧与吹灰管9之间设有前侧壁密封4(由焊接于前侧壁11外侧的填料箱和内设的密封填料组成)，以防止空气漏入加热炉对流段内。吹灰管9的末端支撑于后侧壁12上的支撑孔内；后侧壁12上的支撑孔外侧设有后侧壁封板14。前侧壁11和后侧壁12上的支撑孔内均预设有套管。电机1和减速器2支撑于支架5上，填料箱81通过连接件10连接于支架5上。支架5为钢结构件，焊接在前侧壁11的外侧。

根据吹灰的需要，可以将本发明吹灰器安装于管式加热炉对流段和空气预热器的顶部；安装方法以及有关吹灰器结构参数的选取，可以由上述吹灰器安装于管式加热炉对流段或空气预热器侧壁上的说明并根据本领域的常识类推。

本发明的吹灰器，吹灰管9(包括吹灰喷嘴、封板等)的材料一般为耐热不锈钢(如1Cr18Ni9Ti)，进气装置、侧壁密封、支架等部件的材料一般为碳钢。

本发明吹灰器，当用蒸汽作吹灰介质时，一般为过热中压蒸汽，当用空气作吹灰介质时，一般为同等压力的压缩空气。电磁阀的选用可相应地采用蒸汽电磁阀或空气电磁阀，蒸汽电磁阀和空气电磁阀都可以采用工业上所常用的。

下面结合附图说明本发明的操作过程：

1)电机1启动，电机1输出轴的转速一般为1500转/分钟左右，经减速器2减速，通过链轮31和32、链条33，带动吹灰管9整体旋转；吹灰管9的转速一般为1～2转/分钟；

2)除灰剂电磁阀61开启，吹灰介质电磁阀71开启，通过电控系统的有效控制，吹灰介质(空气或蒸汽)以0.4～0.7Mpa的压力从气源总管(图中未示出)经吹灰介质管7喷入进气腔85，通过吹灰介质的喷射作用，吹灰介质在除灰剂管6的出口处形成负压，将除灰剂从除灰剂储罐吸入到除灰剂管6，之后除灰剂和引射气体由除灰剂管6进入进气腔85混合，混合后进入吹灰管9，最后由吹灰喷嘴91喷至炉管或换热管13上。炉管或换热管13上的粘结性积灰与除灰剂融合在一起，发生化学反应，形成松散性积灰；

3)约一分钟后，除灰剂电磁阀61关闭，通过电控系统的有效控制，吹灰介质(空气或蒸汽)以0.7～1.2Mpa的压力从气源总管经吹灰介质管7喷入进气腔85，再由进气腔85进入吹灰管9，最后由吹灰喷嘴91喷至炉管或换热管13上，对炉管或换热管13进行吹灰，清除掉炉管或换热管13上的松散性积灰；

4)约一分钟后，除灰剂电磁阀61开启，通过电控系统的有效控制，吹灰介质(空气或蒸汽)以0.4～0.7Mpa的压力从气源总管经吹灰介质管7喷入进气腔85，通过吹灰介质的引射作用，将除灰剂从除灰剂储罐吸入到除灰剂管6，之后除灰剂和引射气体由除灰剂管6进入进气腔85，混合后进入吹灰管9，最后由吹灰喷嘴91喷至炉管或换热管13上；

步骤4)操作完成后，除灰剂电磁阀61关闭，吹灰介质电磁阀71关闭，同时电机1停止运转，完成一次吹灰过程。

电机1的启动和停转、除灰剂电磁阀61和吹灰介质电磁阀71的启闭，均可采用常规的电控系统(例如可编程逻辑控制器PLC)控制，附图和详细说明从略。根据不同吹灰场合的需要，电控系统还可以控制电机1进行正转、反转、在180度或360度范围内转动，使吹灰管9产生相应方式的转动，以达到最佳的吹灰效果。

Claims (5)

1.一种气体吹灰器，包括传动装置、进气装置、填料密封装置、吹灰管和支架；传动装置包括电机、减速器、链轮和链条；传动装置与吹灰管通过链轮和链条相连接；填料密封装置包括进气密封填料、填料压盖和填料箱；支架与填料箱相连接，传动装置固定于支架上；填料密封装置一端与进气装置相连接，另一端与吹灰管相连接；吹灰管远离填料密封装置的一端焊接有用于密封管口的封板，靠近封板的吹灰管外壁上设有若干吹灰喷嘴；其特征在于：进气装置包括吹灰介质管、吹灰介质电磁阀、除灰剂管、除灰剂管电磁阀和进气管，吹灰介质管和吹灰介质电磁阀构成第一进气通路，除灰剂管和除灰剂管电磁阀构成第二进气通路，进气管内形成进气腔，除灰剂管与进气管以法兰连接，吹灰介质管与除灰剂管相焊接，吹灰介质管与除灰剂管轴线的夹角为锐角；进气装置通过进气管与填料密封装置一端以焊接相连；第二进气通路、进气管、填料密封装置和吹灰管依次相连，位于同一轴线上；第一进气通路和第二进气通路均与进气管内的进气腔相通，进气腔与吹灰管上的吹灰喷嘴相通。

2.根据权利要求1所述的气体吹灰器，其特征在于：所述的吹灰介质管与除灰剂管轴线的夹角为60度或45度。

3.根据权利要求1或2所述的气体吹灰器，其特征在于：所述的吹灰喷嘴为拉瓦尔喷管结构，吹灰喷嘴喉部直径为4～7毫米。

4.根据权利要求1或2所述的气体吹灰器，其特征在于：所述传动装置的减速器为摆线针轮减速器。

5.根据权利要求4所述的气体吹灰器，其特征在于：所述传动装置的减速器为摆线针轮减速器。