CN103115521B - 列管式换热器在线清洗装置及清洗方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及列管式换热器在线清洗装置及清洗方法，壳体（2）中设置环形气管（3）及喷嘴（4）；环形气管（3）连接的电磁阀D与清洗气源连接，电磁阀D与DCS系统连接，循环水进口及出口中设有的传感器T1、T2与DCS系统连接；循环水出口的一电磁阀F与循环水池连接、另一个与污泥池连接，电磁阀F与控制器及DCS系统连接。本发明还包括一种在线清洗方法，将不低于0.6Mpa冲洗气体引入换热器冲洗总管；设定回、上水温差T2-T1小于7度时，就打开所有电磁阀D对换热器进行冲洗，同时打开通往污泥池的电磁阀F。本发明设备简单、流程方便、自动控制、清洗效果好、清洗以后的污物集中回收处理，是一种简单、高效、绿色的清洗方法。

Description

列管式换热器在线清洗装置及清洗方法

技术领域：

本发明属于化工生产领域，特别涉及化工生产中列管式换热器的物理清洗方法，更具体的是涉及一种以双加压硝酸吸收塔出口气体为载气的在线清洗方法。

技术背景

列管式换热器，随着使用时间的推移，列管上必然附着污垢，影响换热效果，增加能耗。为了提高换热效果比较常用的是：停车人工机械清洗或者停车化学清洗。但此过程装置必须停车并且清洗时会产生大量的污水，对环境影响较大。

发明内容

本发明的目的就是针对现有列管式换热器清洗方法存在的缺陷，提供一种双加压硝酸生产中列管式换热器的在线清洗方法。可以在正常生产中进行清洗换热管污垢，提高换热效率，增加产量，节约循环水用量，并且设备结构简单，操作采用自动控制简单方便。

本发明的技术方案如下：

A、一种列管式换热器在线清洗装置，包括列管式换热器，它由顶盖、壳体及浮头组成，循环水池通过管道与循环泵B1及壳体的循环水出口连接，循环泵B1通过管道与壳体的循环水进口连接，其特征在于：

a、壳体内腔中设置一组环形气管，环形气管上均布设置一组喷嘴，环形气管及其喷嘴设置在两个相邻的折流板之间；

b、每个环形气管分别通过管道连接一个电磁阀D，电磁阀D通过管道与清洗气源连接，每个电磁阀D分别通过数据线与控制器连接，控制器与DCS系统连接；

c、在壳体的循环水进口中设有温度传感器T1、循环水出口中设有温度传感器T2，温度传感器T1、T2的连线分别与控制器连接，控制器与DCS系统连接；

d、壳体的循环水出口的管道分两路，每路管道分别与一个电磁阀F连接，一个电磁阀F通过管道与循环水池连接，另一个电磁阀F通过管道与污泥池连接，每个电磁阀F分别通过数据线与控制器连接，控制器与DCS系统连接。

在上述技术方案的基础上，可以有以下进一步的方案：

在污泥池中设有液位传感器Y，它通过连线与液位控制装置连接，液位控制装置与污泥泵连接，污泥池通过管道与污泥泵B2连接，污泥泵B2通过管道与压滤机连接。

B、一种列管式换热器在线清洗方法，包括以下步骤：

a、在硝酸生产装置中，将吸收塔出口气体分离后的冲洗气体（主要是氮气）引入换热器冲洗总管，控制压力不低于0.6Mpa；

b、通过DCS编程：

正常工作时，通往循环水池的电磁阀F打开，通往污泥池的电磁阀F关闭；

设定管壳的循环水回水温度T2与管壳的上水温度T1之间的温差小于7度时，就打开所有电磁阀D使冲洗气体对换热器进行冲洗，并且此温差信号还控制通往污泥池的电磁阀F，使该电磁阀同时打开、同时使通往循环水池的电磁阀F关闭；

设定冲洗时间为30分钟，电磁阀按照开1分钟、关1分钟，用脉冲方式进行清洗。

当污泥池液位达污泥池高度的30%时，污泥泵开启把污泥打入压滤机中，压滤以后的清水回循环水水池，滤饼回收集中处理。

另外，也可以根据被换热气体的流出温度与流入温度差，来决定是否要进行冲洗，这需要针对不同的被换热气体的具体情况根据经验数据确定，原则是当被换热气体流出温度高于正常换热经验值，说明换热器换热效率下降，及需要对换热器进行冲洗。

本发明是液体流动中所有流体作有规则的互不掺混的运动为层流状态，而做无规则掺混的混杂运动为湍流状态。正常稳定生产中所有流体流量稳定，流速均匀，为层流状态。在换热器中随层流的进行循环水中钙镁污垢，微生物会在换热管上附着。而如果在层流中间歇加入吸收塔出口大流量，高压力的气体作为一种扰动的流体，使层流变成强大的湍流，则各种物质不会在换热管上附着，本来附着的也会脱落。脱落的污垢被压滤后，集中回收处理。

上述技术方案中在设定清洗时间和清洗频率要控制好。清洗时间长了是浪费电，清洗时间短了清洗效果差。为了达到最佳的清洗效果，实践得出清洗时间30分钟，电磁阀按照开1分钟，关1分钟效果最好。

上述技术方案中电磁阀开关冲洗信号要控制好，温差大了，换热以后温度高影响生产，温差小了清洗太频繁，污泥泵电耗要增加。实践得出循环水回水与上水温差小于7度最适中。

附图说明：

图1是本发明提供的换热器及在线清洗系统结构原理图；

图2是图1的A-A剖视图示意图；

图3是喷嘴剖视图。

具体实施方式：

一、本发明首先包括一套列管式换热器在线清洗装置，特别适用于稀硝酸生产中的流程中，首先包括列管式换热器，它由顶盖1、壳体2及浮头8组成，顶盖1上下边分别设有换热流体出口、换热流体进口，顶盖1内腔中间设有隔板1a将换热流体进、出口隔开。壳体2中设有二组列管6，上面一组列管分别联通顶盖1换热流体出口腔和浮头腔，下面一组列管分别联通顶盖1换热流体进口腔和浮头腔。壳体2内腔中分布一组折流板5，壳体2靠近顶盖一端设有循环水进口9、另一端设有循环水出口7，上述结构均为现有技术。

本发明提供的列管式换热器在线清洗装置，包括以下几个组成部分：

a、参见图1、图2及图3，壳体2内腔中设置一组环形气管3，环形气管3上均布设置一组喷嘴4，环形气管3及其喷嘴设置在两个相邻的折流板5之间，使每层折流板中每排换热管都可以和清洗气体接触。

b、每个环形气管3分别通过管道连接一个电磁阀D，电磁阀D通过管道与清洗气源连接；并且每个电磁阀D分别通过数据线与控制器连接，控制器与DCS系统连接；

c、在壳体2的循环水进口9中设有温度传感器T1、循环水出口7中设有温度传感器T2，温度传感器T1、T2的连线分别与控制器连接，控制器与DCS系统连接；

d、壳体2的循环水出口7管道分两路，每路管道分别与一个电磁阀F连接，一个电磁阀F通过管道与循环水池连接，另一个电磁阀F通过管道与污泥池连接，每个电磁阀F分别通过数据线与控制器连接，控制器与DCS系统连接；

e、循环水池通过管道与循环泵B1连接，循环泵B1通过管道与壳体2的循环水进口9连接，循环泵B1通过数据线与控制器连接；

f、污泥池通过管道与污泥泵B2连接，污泥泵B2通过管道与压滤机连接；另外，在污泥池中设有液位传感器Y，它通过连线与液位控制装置连接。液位控制装置与污泥泵B2连接。

二、本发明提供的列管式换热器在线清洗方法，包括以下步骤：

（1）、在双加压硝酸生产装置中，先将吸收塔出口气体分离后（主要是氮气体）引入换热器冲洗总管，控制压力不低于0.6Mpa。

（2）、通过DCS编程：

a、正常工作时，通往循环水池的电磁阀F打开，通往污泥池的电磁阀F关闭。循环泵B1将循环水泵入管壳进口9，通过出口7以及通往循环水池的电磁阀F流回循环水池；

b、设定管壳2的循环水回水温度T2与管壳2的上水温度T1之间的温差小于7度，就打开所有电磁阀D使高压气体对换热器进行冲洗，并且此温差信号还控制通往污泥池的电磁阀F，使该电磁阀同时打开、同时使通往循环水池的电磁阀F关闭。

c、设定冲洗时间为30分钟，电磁阀按照开1分钟、关1分钟，用脉冲方式进行清洗。

例如。被换热氧化氮气体进入换热器的流量是70000NM³，工作时循环水流量1200M³，循环水上水温度29.5度、循环水回水温度34度，换热器出口氧化氮气体温度55度，说明此时换热列管附着污泥物较多，换热效率较低，需要清洗。

控制清洗气体氮气压力为0.75MPA，启动清洗装置，清洗完成以后循环水上水29.5度、回水41度，换热器出口氧化氮气体温度下降至51度。

3）、用污泥池的液位控制装置控制污泥泵开关，当污泥池液位达污泥池高度的30%时，污泥泵开启把污泥打入压滤机中，压滤以后清水回循环水水池，滤饼回收集中处理。

Claims (4)

1.一种列管式换热器在线清洗装置，包括列管式换热器，列管式换热器由顶盖（1）、壳体（2）及浮头（8）组成，循环水池通过管道与循环泵（B1 ）及壳体（2）的循环水出口（7 ）连接，循环泵（B1） 通过管道与壳体（2）的循环水进口（9 ）连接，其特征在于：

a、壳体（2）内腔中设置一组环形气管（3），环形气管（3）上均布设置一组喷嘴（4），环形气管（3）及其喷嘴设置在两个相邻的折流板（5）之间；

b、每个环形气管（3）分别通过管道连接一个第一电磁阀（D），第一电磁阀（D） 通过管道与清洗气源连接，每个第一电磁阀（D ）分别通过数据线与控制器连接，控制器与DCS 系统连接；

c、在壳体（2）的循环水进口（9）中设有第一温度传感器（T1）、循环水出口（7）中设有第二温度传感器（T2），第一温度传感器（T1）、第二温度传感器（T2 ）的连线分别与控制器连接，控制器与DCS 系统连接；

d、壳体（2）的循环水出口（7）的管道分两路，每路管道分别与一个第二电磁阀（F）连接，一个第二电磁阀（F） 通过管道与循环水池连接，另一个第二电磁阀（F）通过管道与污泥池连接，每个第二电磁阀（F）分别通过数据线与控制器连接，控制器与DCS 系统连接。

2.根据权利要求1 所述的列管式换热器在线清洗装置，其特征在于：在污泥池中设有液位传感器（Y），液位传感器（Y）通过连线与液位控制装置连接，液位控制装置与污泥泵连接，污泥池通过管道与污泥泵（B2） 连接，污泥泵（B2） 通过管道与压滤机连接。

3.一种采用权利要求2 所述的列管式换热器在线清洗装置的列管式换热器在线清洗方法，包括以下步骤：

a、在硝酸生产装置中，将吸收塔出口气体分离后的冲洗气体引入换热器冲洗总管，控制压力不低于0.6Mpa ；

b、通过DCS 编程：正常工作时，通往循环水池的第二电磁阀（F） 打开，通往污泥池的第二电磁阀（F）关闭；设定壳体（2）的循环水回水温度（Tb ）与壳体（2）的上水温度（Ta） 之间的温差小于7 度时，就打开所有第一电磁阀（D ）使冲洗气体对换热器进行冲洗，并且此温差信号还控制通往污泥池的第二电磁阀（F），使该电磁阀同时打开，同时使通往循环水池的第二电磁阀（F ）关闭；设定冲洗时间为30 分钟，所有第一电磁阀（D ）、通往污泥池的第二电磁阀（F ）按照开1 分钟、关1 分钟，用脉冲方式进行清洗。

4.根据权利要求3 所述的列管式换热器在线清洗方法，其特征在于包括以下步骤：当污泥池液位达污泥池高度的30% 时，污泥泵开启把污泥打入压滤机中，压滤以后的清水回循环水水池，滤饼回收集中处理。