CN103528415A - 一种扭曲管内循环流态化粒子除防垢与强化传热装置 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种扭曲管内循环流态化粒子除防垢与强化传热装置，包括离心泵、粒子循环管、一级旋流分离器、二级旋流分离器及换热器，所述的离心泵的出口通过管道与换热器下端的排空口连通；离心泵与换热器下端的排空口连通的管道上设有加球器；加球器内设有流态化粒子，换热器的上端与一级旋流分离器的进口连通，一级旋流分离器的第一出口通过粒子循环管连接在离心泵的出口和换热器下端的排空口连通的管道上，一级旋流分离器的第二出口与二级旋流分离器的进口连通，所述换热器的列管采用扭曲管。本发明换热器的流道采用扭曲管，扭曲管内流体流态化粒子随机频繁地碰撞、刮擦管内壁，对传热设备有很好的防除垢作用，且强化了传热效果。

Description

一种扭曲管内循环流态化粒子除防垢与强化传热装置

技术领域

本发明专利涉及一种扭曲管内循环流态化粒子除防垢与强化传热装置。

背景技术

列管式换热器的流道多数是简单的直线状，运行过程中生长的污垢便于在线机械清洗，但是存在清洗效率不高，流动阻力比较大引起能耗比较高，同时对管内的流体流速要求比较高的缺陷。管内流态化技术具有防除垢和强化传热的功能，扭曲管内的流体具有旋流特征。现有的管程粒子循环流态化换热技术均未涉及到扭曲管技术，这是一种适用于管内低流速并综合旋流与液固两相流态化的新型技术。

发明内容

为了解决上述技术问题，本发明提供一种运行过程中不需要除垢且热能传递效率高的扭曲管内循环粒子除防垢与强化传热装置。

本发明采用的技术方案是：包括离心泵、粒子循环管、一级旋流分离器、二级旋流分离器及换热器，所述的离心泵的出口通过管道与换热器下端的排空口连通；粒子循环管中心轴线与换热器下端的排空口之间的管道上设有加球器；加球器内设有流态化粒子，换热器的上端与一级旋流分离器的进口连通，一级旋流分离器下部的第一出口通过粒子循环管竖直连接在离心泵的出口和换热器下端的排空口连通的管道上，一级旋流分离器上部的第二出口与二级旋流分离器的进口连通，二级旋流分离器上部的第二出口与循环料液出口接管连接，所述换热器的列管采用扭曲管。

上述的扭曲管内循环流态化粒子除防垢与强化传热装置中，所述的粒子循环管上设有玻璃视盅和自动控制阀，若需操作更可靠，可在粒子循环管的自动控制阀和上部玻璃视盅之间再设一个玻璃视盅。

上述的扭曲管内循环流态化粒子除防垢与强化传热装置中，与加球器进口连通的短节上设有加球器控制阀；加球器出口和粒子循环管中心轴线与换热器下端的排空口之间连通的管道上设有加球器控制阀。

上述的扭曲管内循环流态化粒子除防垢与强化传热装置中，所述的换热器下端的排空口连接有排空管，排空管上设有排空阀。

上述的扭曲管内循环流态化粒子除防垢与强化传热装置中，所述的流态化粒子为瓷球、玻璃球或塑料球，流态化粒子的直径为1mm～5mm。

上述的扭曲管内循环流态化粒子除防垢与强化传热装置中，离心泵与粒子循环管中心轴线之间设有流量控制阀及电磁流量计。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：本发明的换热器的列管采用扭曲管，扭曲管的旋流作用使管内流体及流态化粒子同时作切向与轴向运动，因此扭曲管内流体具有高湍流强度，流态化粒子随机频繁地碰撞、刮擦管内壁，更有效地破坏流体边界层，并对传热设备有很好的防除垢作用，且强化了传热效果；本发明具有一级旋流分离器和二级旋流分离器，两个旋流分离器使得流态化粒子或被清洗的较大块状污垢彻底分离，防止了流态化粒子或被清洗的块状污垢进入料液储槽或影响下一工序；本发明采用加球器在线加球，加入适合的一定粒子量时，调节粒子循环管上自动控制阀门可实现一定粒子浓度的连续稳定的循环；本发明在粒子循环管上设有玻璃视盅，便于控制循环料液中流态化粒子的浓度。

附图说明

图1是本发明的原理示意图。

图2是本发明的扭曲管的结构示意图。

图3是图2中的A-A剖面图。

图4是图2中的B-B剖面图。

具体实施方式

下面结合附图对本发明作进一步的说明。

如图1所示，本发明包括离心泵1、粒子循环管7、一级旋流分离器9、二级旋流分离器11及换热器17，所述的离心泵1的出口通过管道13与换热器17下端的排空口连通；离心泵1与换热器17下端的排空口连通的管道13上设有加球器6、流量控制阀2及电磁流量计3，排空口处设有过滤网，排空口连接有排空管15，排空管15上设有排空阀14。加球器6内设有流态化粒子，所述的流态化粒子为瓷球、玻璃球或塑料球，流态化粒子的直径为1mm～5mm。与加球器6进口连通的管道上设有加球器控制阀18；加球器6出口与管道13连通的管道上设有加球器控制阀5。换热器17的上端与一级旋流分离器9的进口93连通，一级旋流分离器9下部的第一出口91通过粒子循环管7连接在离心泵1的出口和换热器17下端的排空口连通的管道13上，所述的粒子循环管7上设有玻璃视盅8和自动控制阀4。一级旋流分离器9上部的第二出口92与二级旋流分离器11的进口111连通，所述的二级旋流分离器11下部的第一出口112连接有一管道，管道上设有控制阀10；二级旋流分离器11上部的第二出口113与循环料液出口接管12连接；所述换热器17的列管16采用扭曲管。如图2~4所示，所述扭曲管由Φ25圆管经扭曲加工装置加工而成，椭圆截面长轴约为29-32mm，短轴约为19-21mm，扭曲管导程为200-280mm。

本发明运行时，先关闭自动控制阀4、加球器控制阀5、控制阀10及排空阀14，然后再开启离心泵1，根据所加粒子种类缓慢开启流量控制阀2至粒子循环所需流量，待电磁流量计3稳定时开始进行加球操作。保持加球器6下方的加球器控制阀5关闭，并打开加球器6上方的加球器控制阀18往加球器中加入适量粒子，每次所加流态化粒子的量以不超过加球器控制阀5、18之间操作距离为宜，然后关闭加球器控制阀18再打开加球器6下方的加球器控制阀5，流态化粒子则依靠自重进入管道13，通过换热器17中的列管16，循环料液到达一级旋流分离器9和二级旋流分离器11进行液固分离，固相流态化粒子主要在一级旋流分离器9中进行分离，循环料液通过一级旋流器9上部第二出口92进入二级旋流分离器11，二级旋流分离器11用以在一级旋流器9中未被完全分离的流态化粒子或被清洗的较大块状污垢在此彻底分离，控制阀10排空在一级旋流器9中未被完全分离的流态化粒子或被清洗的块状污垢，防止了流态化粒子或被清洗的块状污垢进入料液储槽或下一工序而造成物料污染，在循环过程中始终保持排空阀14处于关闭状态。可通过玻璃视盅8观察流态化粒子回流至粒子循环管7的情况，流态化粒子一般在一级旋流分离器9中即可完全分离，如上往复操作加球器6上的控制阀5、18加入粒子至一定量，以分离回流的流态化粒子量超过玻璃视盅8高度为宜。然后关闭加球器6上的控制阀5、18，此时再缓慢开启自动控制阀4至一定开度进行流态化粒子循环，若通过玻璃视盅8观察到流态化粒子循环不连续则可配合加球器6再往其中添加适量的流态化粒子，直至流态化粒子循环量与流态化粒子回流量达到平衡，此时流态化粒子循环连续稳定，可通过玻璃视盅8中观察的流态化粒子循环情况，计算扭曲管内流态化粒子的浓度。若需增大循环流态化粒子的浓度，在阻力允许范围内，可再逐渐增加自动控制阀4的开度并配合加球器6添加适量的流态化粒子，达到流态化粒子循环量与流态化粒子回流量新的平衡，若条件需要可调节电磁流量计3与加球器6之间的旁路管道上的控制阀进行分流。

Claims (7)

1.一种扭曲管内循环流态化粒子除防垢与强化传热装置，其特征是：包括离心泵、粒子循环管、一级旋流分离器、二级旋流分离器及换热器，所述的离心泵的出口通过管道与换热器下端的排空口连通；离心泵与换热器下端的排空口连通的管道上设有加球器；加球器内设有流态化粒子，换热器的上端与一级旋流分离器的进口连通，一级旋流分离器的第一出口通过粒子循环管连接在离心泵的出口和换热器下端的排空口连通的管道上，一级旋流分离器的第二出口与二级旋流分离器的进口连通，所述换热器的列管采用扭曲管。

2.根据权利要求1所述的扭曲管内循环流态化粒子除防垢与强化传热装置，其特征是：所述的粒子循环管上设有玻璃视盅和自动控制阀。

3.根据权利要求1所述的扭曲管内循环流态化粒子除防垢与强化传热装置，其特征是：与加球器进口连通的管道上设有加球器控制阀；加球器出口与离心泵与换热器下端的排空口连通的管道连接的管道上设有加球器控制阀。

4.根据权利要求1所述的扭曲管内循环流态化粒子除防垢与强化传热装置，其特征是：所述的换热器下端的排空口连接有排空管，排空管上设有排空阀。

5.根据权利要求1所述的扭曲管内循环粒子除防垢与强化传热装置，其特征是：所述的流态化粒子为瓷球、玻璃球或塑料球，流态化粒子的直径为1mm～5mm。

6.根据权利要求1所述的扭曲管内循环流态化粒子除防垢与强化传热装置，其特征是：离心泵与换热器下端的排空口连通的管道上设有流量控制阀及电磁流量计。

7.根据权利要求1-6中任一权利要求所述的扭曲管内循环流态化粒子除防垢与强化传热装置，其特征是：所述扭曲管由Φ25圆管经扭曲加工装置加工而成，椭圆截面长轴约为29-32mm，短轴约为19-21mm，扭曲管导程为200-280mm。

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