CN103673747B - 大型换热器快速清洗装备及清洗方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种大型换热器快速清洗装备，一种大型换热器快速清洗装备，包括列管换热器、U型换热器、发电厂凝汽器，还包括清洗系统和若干个快速密封连接头，所述快速密封连接头与所述换热器活动连接，所述清洗系统通过连接管与所述快速密封连接头连接；所述清洗系统至少包括主控系统、分控系统、给液分控子系统和回液分控子系统，所述给液分控子系统将液体通过快速密封连接头输送至换热器内管一端，进入换热器后，并且在换热器内管的另一端通过快速密封连接头将液体输回至回液分控子系统；这种清洗装备实现大型列管式换热器灵活快速清洗、提高清洗效率和效果，为企业节约成本，为国家节约能源；而且各系统可以快速组装、随意扩容、携带方便。

Description

大型换热器快速清洗装备及清洗方法

技术领域

本发明涉及清洗设备，特别涉及一种大型换热器快速清洗装备及清洗方法。

背景技术

一、换热器的概念

换热器是将热流体的部分热量传递给冷流体的设备，又称热交换器。换热器是化工、石油、动力、食品及其它许多工业部门的通用设备,在生产中占有重要地位.在化工生产中换热器可作为加热器、冷却器、冷凝器、蒸发器和再沸器等,应用更加广泛。换热设备因其用途不同，类型繁多，性能不一，但均可归结为管壳式结构和板式结构两大类。

二、换热器的工作原理

换热器是将热流体的部分热量传递给冷流体的设备，即在一个大的密闭容器内装上水或其他介质，而在容器内有管道穿过。让热水从管道内流过。由于管道内热水和容器内冷热水的温度差，会形成热交换，也就是初中物理的热平衡，高温物体的热量总是向低温物体传递，这样就把管道里水的热量交换给了容器内的冷水，换热器又称热交换器。

三、换热器的清洗

换热器在运行时通过水或其他介质，换热器内壁会结水垢、水锈等物质，影响换热器的换热效果，需要定期或不定期对换热器进行清洗，目前常规清洗方式主要有两种：

一是机械清洗，常用是高压水清洗，利用高压清洗机将水加压到300-1000多公斤，对换热器管内壁进行清洗，这种方式水压低清洗达不到效果，水压高人员难以操作；还有毛刷、胶球等借助于高压水或高压压缩空气进行清洗，目前效果都不是最理想的。

二是常规化学清洗，是用化学方式配备酸性化学清洗剂灌入换热器内部实行侵泡循环清洗，清洗时需要大量的酸性清洗剂，因为这些清洗剂都是化学品（如盐酸、硫酸和缓蚀剂等）配置而成，达到换热器清洗效果，就要保持清洗剂的PH值在清洗（如清洗换热器内壁水垢需要PH小于2以下，如果是PH值在5-6弱酸状态时，清洗剂需要在换热器内部停留时间比较长，长时间停留会对换热器有腐蚀性）的有效范围内，清洗水垢的同时，金属也会遭到腐蚀，换热器清洗完毕后这些清洗剂需要中和达到排放标准才能排放，这样大量的化学品不但浪费而且还会对环境影响。

随着我国工业的发展，大型换热设备的使用，如发电厂的凝汽器结垢，在运行一至二年后，都会遇到凝汽器结垢，影响端差、真空度下降，造成发电量下降的问题。

凝汽器设备是汽轮机组的一个重要组成部分，它的工作性能直接影响整个汽轮机组的安全性、可靠性、稳定性和经济性。而凝汽器真空度是汽轮机运行的重要指标，也是反映凝汽器综合性能的一项主要考核指标。凝汽器的真空水平对汽轮发电机组的经济性有着直接影响，如机组真空下降1%，机组热耗将要上升0.6%～1%。因此保持凝汽器良好的运行工况，保证凝汽器的最有利真空；是每个发电厂节能的重要内容。

凝汽器真空度下降的主要特征：1、排汽温度升高；2、凝结水过冷度增加；3、真空表指示降低；4、凝汽器端差增大；5、机组出现振动；6、在调节汽门开度不变的情况下，汽轮机的负荷降低。凝汽器真空度下降原因分析：引起汽轮机凝汽器真空度下降的原因大致可以分为外因和内因两种：外因主要有循环水量中断或不足，循环水温升高，后轴封供汽中断，抽气器故障等；内因主要有凝汽器满水(或水位升高)，凝汽器结垢或腐蚀，传热恶化，凝汽器水侧泄漏，凝汽器真空系统不严密，汽侧泄漏导致空气涌入等。最常见的原因是凝汽器管内结垢引起，主要为生物粘泥垢和碳酸盐硬垢，部分为磷酸盐和硅酸盐硬垢。

凝汽器结垢严重影响了冷凝效果，影响端差、真空度和发电量。结垢缩短了凝汽器设备使用寿命和正常出力。如凝汽器管结垢达0.3mm，可影响汽轮机效率；超过0.5mm，可影响汽轮机出力，大幅浪费能源。凝汽器管泄漏将引起锅炉机组各类水质故障，而腐蚀泄漏多由于循环水结垢而引起。结垢导致凝汽器工作效率大大降低，影响机组运行经济性和安全性，为保证机组出力可在平时低峰负荷时，压半负荷，停半边冷凝器可以进行快速清洗，不必等待大修期，随时根据需要即可清洗，清洗后的的清洗剂可以直接排放，因为我们采用的是环保型清洗剂。

发明内容

为了克服现有技术的缺陷，本发明公开了一种大型换热器快速清洗装备，这种清洗装备能实现换热器灵活快速清洗、提高清洗效率和效果，并且该清洗装备可以快速组装、随意扩容、携带方便。

本发明公开了以下技术方案：

一种大型换热器快速清洗装备，包括列管换热器、U型换热器、发电厂凝汽器，还包括清洗系统和若干个快速密封连接头，所述快速密封连接头与所述换热器活动连接，所述清洗系统通过连接管与所述快速密封连接头连接；所述清洗系统至少包括主控系统、分控系统、给液分控子系统和回液分控子系统，所述给液分控子系统将液体通过快速密封连接头输送至换热器内管一端，进入换热器后，并且在换热器内管的另一端通过快速密封连接头将液体输回至回液分控子系统，循环液体达到清洗换热器的效果。

较佳地，所述快速清洗装备，其清洗系统还包括主控系统和储液系统，所述给液分控子系统、主控系统、储液系统和回液分控子系统依序地通过管道串联或并联起来，所述各系统可快速组装、扩容。

较佳地，所述快速清洗装备，其快速密封连接头包括支撑管、调节螺母、推动块、伸缩模块；所述支撑管分为上端和下端，所述上端外圈螺接有调节螺母以及套接有推动块；所述伸缩模块套接于支撑管下端；所述推动块设置于所述调节螺母和伸缩模块之间。

较佳地，所述快速清洗装备，其支撑管下端还设置有一固定头，所述伸缩模块卡固于所述固定头与支撑管上端之间。

较佳地，所述快速清洗装备，其伸缩模块包括若干可伸缩密封胶套和若干滑动块，所述若干可伸缩密封胶套和若干滑动块两两间隔排列，通过所述推动块和滑动块的挤压使得可伸缩密封胶套发生形变，使之与换热器单管内壁密封挤压在一起；放松调节螺母，可伸缩密封胶套恢复形变，可与换热器单管内壁分离。

较佳地，所述快速清洗装备，其快速密封连接头还包括快速接头，固定与所述支撑管的上端，所述快速接头连接所述连接管。

较佳地，所述快速清洗装备，其清洗系统内还设置有电磁阀和电动调节阀，所述电磁阀和电动调节阀设置于各系统与管道的连接处，所述电磁阀和电动调节阀由所述主控系统和分控系统控制。

较佳地，所述快速清洗装备，其分控系统可以手动或者自动控制换热器的单管清洗和多管清洗，达到更好的清洗效果；所述主控系统可以手动或者自动控制。

较佳地，所述快速清洗装备，其还包括检测换热器内管是否有漏点的试压检漏系统以及空气压缩系统，所述空气压缩系统内产生压缩空气，可以将液体排回储液系统或者将管道和换热器内壁管道干燥，同时也具有试压功能，快速检测换热器内管是否有漏点。

一种大型换热器清洗装备的清洗方法，包括以下步骤：

S1：针对换热器内管内部水垢、泥沙、水锈等物质取样分析，计算出清洗剂药剂的用量、配比比例和循环时间；

S2：将计算好的清洗剂放入清洗剂箱体内，开启主控系统，并根据实际情况控制分控系统，让清洗剂进入换热器列管，形成连续循环，严格按照计算好的时间操作，抽查换热器列管内壁是否将水垢、泥沙、水锈等物质清洗干净，如果清洗干净停止药液控制系统；

S3：开启压缩空气系统，利用压缩空气将换热器列管内的清洗剂排回清洗剂箱体；

S4：换热器列管内的清洗剂排回清洗剂箱体，开启清水循环系统，用清水将换热器列管内壁的残留清洗剂冲洗出来，并排放；

S5：再开启压缩空气系统，将换热器列管内剩余液体排出，并干燥列管内壁；

S6：将钝化剂或修复剂循环系统开启，干燥后的换热器列管内充满钝化剂或修复剂，并保持停留足够的时间，达到清洗后的钝化或修复效果；

S7：分批次重复S1-S6，直至将换热器清洗完毕。

与现有技术相比，本发明的有益效果如下：

1、快速清洗装备能灵活、快速地清洗换热器内壁的水垢、泥沙、水锈等物质，并能对设备钝化（修复）等保护处理；

2、快速清洗装备中的各系统能快速组装、随意扩容、携带方便；

3、快速清洗装备能实现手动或自动的控制。

附图说明

图1为本发明具体实施例大型换热器清洗装备的结构示意图；

图2为本发明具体实施例快速密封连接头的结构示意图。

具体实施方式：

下方结合附图和具体实施例对本发明做进一步的描述：

实施例

如图1，一种大型换热器快速清洗装备，包括列管换热器1，具体实施时还可以为U型换热器或者发电厂凝汽器，不作限定；还包括清洗系统2和若干个快速密封连接头3，所述快速密封连接头3与所述换热器活动连接，所述清洗系统通过连接管8与所述快速密封连接头连接；所述清洗系统至少包括分控系统5：给液分控子系统6和回液分控子系统7，所述给液分控子系统通过快速密封连接头将液体输送至换热器一端，进入换热器后，在换热器的另一端通过快速密封连接头将液体输回至回液分控子系统，循环液体达到清洗换热器的效果。

如图1，所述清洗系统还包括主控系统4和储液系统9，所述给液分控子系统、主控系统、储液系统和回液分控子系统依序地通过管道串联或并联起来，所述各系统可快速组装、扩容，能实现多功能与一体。

如图1，所述主控系统4包括控制管理系统、控制主机、PLC控制、变频器、清洗剂循环泵、清水循环泵、钝化剂循环泵、修复剂循环泵、空气储气罐、配电箱等组成，主要实现控制各种泵的工作和分配，实现手动或者自动控制清洗系统的效果；所述分控系统：给液分控子系统6和回液分控子系统7包括分支机构分配缸、电磁阀和电动调节阀控制系统、连接管、快速接头、配电箱等组成，主要实现与主控连接，配合主控工作，实现手动或自动控制换热气单管换热器的单管清洗和多管清洗，达到更好的效果；所述清洗系统内还设置有若干电磁阀和电动调节阀11，所述电磁阀和电动调节阀设置于各系统与管道的连接处，用于配合清洗系统的液体运行。

如图1，所述循环系统包括清洗剂箱体、清水箱体、钝化剂箱体、修复剂箱体、空气压缩系统（空压机）、加热器设备，主要实现清洗剂等循环使用；所述清洗系统还包括试压检漏系统：进一步包括高精确压力表、快速压力报警系统，能准确检测换热器内管是否有漏点。

如图2，所述快速密封连接头包括支撑管12、调节螺母13、推动块14、伸缩模块；所述支撑管分为上端和下端，所述上端外圈螺接有调节螺母13以及套接有推动块14；所述伸缩模块套接于支撑管下端；所述推动块设置于所述调节螺母和伸缩模块之间；其支撑管下端还设置有一固定头17，所述伸缩模块卡固于所述固定头与支撑管上端之间；所述伸缩模块包括若干可伸缩密封胶套15和若干滑动块16，所述若干可伸缩密封胶套和若干滑动块两两间隔排列，通过所述推动块和滑动块的挤压使得可伸缩密封胶套发生形变，与换热器单管18固定，放松调节螺母，可伸缩密封胶套恢复形变，与换热器单管脱落，可以形成快速固定与卸装的作用；所述支撑管上端还固定有一快速接头，起到与连接管8相连接的作用。

如图1，所述清洗装备内还包括有一压缩空气进口10，所述压缩空气进口设置于所述清洗系统的管道上，压缩空气通过压缩空气进口进入管道，将管道和换热器内壁管道干燥或者将液体排回至储液系统。

清洗换热器前需要做的准备如下：

1、将快速密封连接头安装于换热器单管的两头：将快速密封连接头插入换热器单管内，旋转调节螺母，推动快往前走，在固定头以及滑动块的挤压下，胶管开始发生形变，胶管外径不断变大，最终与单管紧密挤压在一起，实现单管密封的功能；将多个单管都实现上述工作，实现多个单管可以串联或并联，根据现场的需要可以任意组合；

2、用连接管将快速连接密封头和分控系统连接，形成分控系统可以单独控制每根单管的工作；

3、分控系统与主控系统连接，实现主控与分控的联动控制功能；

4、将清洗剂箱、水箱、压缩空气、钝化剂箱、修复剂箱等准备好；

5、将需要的清洗剂、水、钝化剂、修复剂等准备好；

具体实施方法如下：

S1：针对换热器内管内部水垢、泥沙、水锈等物质取样分析，计算出清洗剂药剂的用量、配比比例和循环时间；

S2：将计算好的清洗剂放入清洗剂箱体内，开启主控系统，并根据实际情况控制分控系统，让清洗剂进入换热器列管，形成连续循环，严格按照计算好的时间操作，抽查换热器列管内壁是否将水垢、泥沙、水锈等物质清洗干净，如果清洗干净停止药液控制系统；

S3：开启压缩空气系统，利用压缩空气将换热器列管内的清洗剂排回清洗剂箱体；

S4：换热器列管内的清洗剂排回清洗剂箱体，开启清水循环系统，用清水将换热器列管内壁的残留清洗剂冲洗出来，并排放；

S5：再开启压缩空气系统，将换热器列管内剩余液体排出，并干燥列管内壁；

S6：将钝化剂（或修复剂）循环系统开启，干燥后的换热器列管内充满钝化剂（或修复剂），并保持停留足够的时间，达到清洗后的钝化（或修复）效果。

S7：分批次重复S1-S6，直至将换热器清洗完毕。

本发明优选实施例只是用于帮助阐述本发明。优选实施例并没有详尽叙述所有的细节，也不限制该发明仅为所述的具体实施方式。显然，根据本说明书的内容，可作很多的修改和变化。本说明书选取并具体描述这些实施例，是为了更好地解释本发明的原理和实际应用，从而使所属技术领域技术人员能很好地利用本发明。本发明仅受权利要求书及其全部范围和等效物的限制。

Claims (9)

1.一种大型换热器快速清洗装备，包括列管换热器，其特征在于，还包括清洗系统和若干个快速密封连接头，所述快速密封连接头与所述换热器活动连接，所述清洗系统通过连接管与所述快速密封连接头连接；所述清洗系统至少包括主控系统、分控系统，其中分控系统包括给液分控子系统和回液分控子系统，所述给液分控子系统通过快速密封连接头将液体输送至换热器内管一端，进入换热器后，在换热器内管的另一端通过快速密封连接头将液体输回至回液分控子系统，循环液体达到清洗换热器的效果；

所述快速密封连接头包括支撑管、调节螺母、推动块、伸缩模块；所述支撑管分为上端和下端，所述上端外圈螺接有调节螺母以及套接有推动块；所述伸缩模块套接于支撑管下端；所述推动块设置于所述调节螺母和伸缩模块之间。

2.根据权利要求1所述的大型换热器快速清洗装备，所述清洗系统还包括储液系统，所述给液分控子系统、主控系统、储液系统和回液分控子系统依序地串联起来，所述各系统可快速组装、扩容。

3.根据权利要求1所述的大型换热器快速清洗装备，所述支撑管下端还设置有一固定头，所述伸缩模块卡固于所述固定头与支撑管上端之间。

4.根据权利要求3所述的大型换热器快速清洗装备，所述伸缩模块包括若干可伸缩密封胶套和若干滑动块，所述若干可伸缩密封胶套和若干滑动块两两间隔排列，通过所述推动块和滑动块的挤压使得可伸缩密封胶套发生形变，使之与换热器的单管内壁密封挤压在一起；放松调节螺母，可伸缩密封胶套恢复形变，可与换热器单管内壁分离。

5.根据权利要求1所述的大型换热器快速清洗装备，所述快速密封连接头还包括快速接头、固定于所述支撑管的上端、所述快速接头连接于所述连接管。

6.根据权利要求2所述的大型换热器快速清洗装备，所述清洗系统内还设置有若干电磁阀和电动调节阀，所述电磁阀和电动调节阀设置于各系统与管道的连接处，所述电磁阀和电动调节阀由所述主控系统和分控系统控制。

7.根据权利要求2所述的大型换热器快速清洗装备，所述分控系统可以手动或者自动控制换热器的单管清洗和多管清洗，达到更好的清洗效果；所述主控系统可以手动或者自动控制。

8.根据权利要求1所述的大型换热器快速清洗装备，还包括检测换热器内管是否有漏点的试压检漏系统以及空气压缩系统，所述空气压缩系统内产生压缩空气，可以将液体排回储液系统或者将管道和换热器内管壁干燥，同时也具有试压功能，快速检测换热器内管是否有漏点。

9.一种用于权利要求1所述的大型换热器快速清洗装备的清洗方法，其特征在于，包括以下步骤：

S1：针对换热器内管内部水垢、泥沙、水锈进行取样分析，计算出清洗剂药剂的用量、配比比例和循环时间；

S2：将计算好的清洗剂放入清洗剂箱体内，开启主控系统，并根据实际情况控制分控系统，让清洗剂进入换热器内管，形成连续循环，严格按照计算好的时间操作，抽查换热器内管内壁是否将水垢、泥沙、水锈清洗干净，如果清洗干净停止药液控制系统；

S3：开启压缩空气系统，利用压缩空气将换热器内管内的清洗剂排回清洗剂箱体；

S4：换热器内管内的清洗剂排回清洗剂箱体，开启清水循环系统，用清水将换热器内管内壁的残留清洗剂冲洗出来，并排放；

S5：再开启压缩空气系统，将换热器内管内剩余液体排出，并干燥内管内壁；

S6：将钝化剂或修复剂循环系统开启，干燥后的换热器内管内充满钝化剂或修复剂，并保持停留足够的时间，达到清洗后的钝化或修复效果；

S7：分批次重复S1-S6，直至将换热器清洗完毕。