CN104048554B - 一种管式换热器在线清洁装置 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种工业炉窑排烟管道上的气/气热交换形式的管式换热器的线清洁装置。包括有安装在管式换热器的换热管中间，与换热管垂直的平面框架，平面框架连接有气缸，可在气缸驱动下沿换热管轴向方向运动，所述的平面框架为网格状结构，每一个网格对应一根换热管，并在每一个网格内安装有多根交错安装的钢丝构成钢丝刷，钢丝具有弹性并紧密贴合在换热管表面。此装置可实现在线清洁换热器、维持换热器长期处于较高的换热效率、提高被预热气体的温度，改善燃烧质量、降低燃料消耗、降低劳动强度、减少高温烟气排放。
Description
技术领域
本发明涉及管式换热器技术领域，尤其涉及工业炉窑排烟管道上的气/气热交换形式的管式换热器的线清洁装置。
背景技术
对于工业炉窑（如加热炉、热处理炉等）而言，目前国内外多采用气体燃料作为热量供应来源，例如天然气、焦炉煤气、高炉煤气、混合煤气等等。为了改善燃料燃烧状况、提高燃料利用率等目的，大部分炉窑都在其排烟管道上设置安装了换热器来进行热回收，以实现节约燃料，减少废气排放温度等效果。
这种换热器多为金属管式换热器，管内流过的是被预热的气体（如空气或燃气），管外流过的是高温的烟气。
一般情况下，烟气中含尘量较大，加上管式换热器带来的气流阻力，长时间运行后将在管式换热器的换热管外壁积灰乃至结垢。这将直接影响到换热器的热效率大幅度下降，将导致预热温度下降、燃烧状况变差等一系列不良后果。
而对于连续作业的炉窑来说，只能在停炉的时候对换热器进行清扫（目前多用压缩空气吹扫），但考虑到换热器结构较为复杂，且由于高温作用导致的结垢难以清理，所以，尽管耗费人力物力也只能无奈的接受换热器的换热效率逐年急剧下降的现象。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是正对上述存在的技术不足，提供一种通过自动控制，可实现在线清洁换热器、维持换热器长期处于较高的换热效率、提高被预热气体的温度，改善燃烧质量、降低燃料消耗、降低劳动强度、减少高温烟气排放等效果的管式换热器在线清洁装置。
本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：
一种管式换热器在线清洁装置，其特征在于：包括有安装在管式换热器的换热管中间，与换热管垂直的平面框架，平面框架连接有气缸，可在气缸驱动下沿换热管轴向方向运动，所述的平面框架为网格状结构，每一个网格对应一根换热管，并在每一个网格内安装有多根交错安装的钢丝构成钢丝刷，钢丝具有弹性并紧密贴合在换热管表面。
在上述方案中，所述的平面框架具有多层结构，分别设置在换热管的不同弯折段，每一层平面框架通过连接件固定连接在一起，可同时被气缸驱动运动，平面框架之间的最大距离为换热管长度的二分之一。
在上述方案中，所述的钢丝刷均匀对称布置，其钢丝均相互垂直交叉设置，钢丝均抵触换热管，并发生抵触弯曲。
在上述方案中，所述的钢丝材质选择与换热管相同，为耐热不锈钢。
在上述方案中，所述的气缸安装在换热管外部，气缸的活塞连接有连杆，连杆延伸入换热管区域内，与平面框架连接。
本发明的工作原理是：利用钢丝刷定期刷掉换热管外壁的浮灰，避免长期沉积结垢，在该装置工作时，换热管外壁的浮灰被刷掉，并被烟气带走。
本发明所能达到的有益效果是：
1）本发明适用于任何结构较为简单的管式换热器，新换热器或旧换热器改造；
2）本发明能够实现换热器在线清洁，彻底改善目前换热器效率逐年下降的问题。换热器保持较高的换热效率，以确保较高的空气或煤气预热温度，改善燃烧状况，以实现加热炉窑的节能减排效果；
3）本发明可以增加换热器使用寿命，减少换热器检修或更换的成本；
4）本发明可以实现自动控制，操作简单，降低劳动强度；
5）本发明只需定期工作，工作频率低，但长期效果显著。
附图说明
图1 为本发明实施例金属管换热器结构示意图；
图2 为本发明实施例带有在线清洁装置的换热器结构示意图；
图3 为本发明实施例平面框架平面俯视图；
图4 为本发明实施例钢丝刷与换热管局部结构图；
图中：1. 换热管；2. 上部集气室；3. 下部集气室；4. 气缸；5. 连杆；6. 平面框架；7.连接件；9.钢丝。
具体实施方式
下面结合具体实施方式，对本发明作进一步的说明：
图1中，传统换热器冷气体从上部集气室2经过换热管1至下部集气室3，然后再经换热管2至上部集气室2。而高温烟气经换热管1外部流过，对流换热使冷气体被预热到一个较高的助燃温度。经过长期的工作，由于烟气中一般含有粉尘，部分粉尘经过长期附着在换热管1外壁，形成一层隔热结垢，导致换热器换热效率下降。
如图2所示的管式换热器在线清洁装置，包括有安装在管式换热器的换热管1中间，与换热管1垂直的平面框架6，平面框架6连接有气缸4，可在气缸4驱动下沿换热管1轴向方向运动，所述的平面框架6为网格状结构，每一个网格对应一根换热管1，并在每一个网格内安装有多根交错安装的钢丝9构成钢丝刷，钢丝9具有弹性并紧密贴合在换热管1表面。
在本实施例中，所述的平面框架6具有双层结构，分别设置在换热管1的不同弯折段，两层平面框架6通过连接件7固定连接在一起，可同时被气缸4驱动运动，平面框架6之间的距离为换热管1长度的二分之一，以保证在平面框架6上下移动时，只需要一半的换热管长度的位移，便能够清理整个换热器的换热管1。
在本实施例中，所述的钢丝刷均匀对称布置，其钢丝9均相互垂直交叉设置，钢丝9均抵触换热管1，并发生抵触弯曲。
在本实施例中，钢丝9材质选择与换热管1相同，为耐热不锈钢。
在本实施例中，所述的气缸4安装在换热管1外部，气缸4的活塞连接有连杆5，连杆5延伸入换热管1区域内，与平面框架6连接，气缸4的行程调整至换热管1长度的一半，通过控制连杆5的运动，带动平面框架6上下移动，达到清理换热管1外壁浮灰的目的。
图3为平面框架6的俯视图，由图中可以看出，钢丝9的布置，可以保证在如图4中的工作状况，即确保工作中钢丝9具有一定的弹性并与换热管始终接触。
本发明的保护范围并不限于上述的实施例，显然，本领域的技术人员可以对本发明进行各种改动和变形而不脱离本发明的范围和精神。倘若这些改动和变形属于本发明权利要求及其等同技术的范围内，则本发明的意图也包含这些改动和变形在内。
Claims (3)
1.一种管式换热器在线清洁装置，其特征在于：包括有安装在管式换热器的换热管中间，与换热管垂直的平面框架，平面框架连接有气缸，可在气缸驱动下沿换热管轴向方向运动，所述的平面框架为网格状结构，每一个网格对应一根换热管，并在每一个网格内安装有多根交错安装的钢丝构成钢丝刷，钢丝具有弹性并紧密贴合在换热管表面；所述的平面框架具有多层结构，分别设置在换热管的不同弯折段，每一层平面框架通过连接件固定连接在一起，可同时被气缸驱动运动，平面框架之间的最大距离为换热管长度的二分之一；所述的钢丝刷均匀对称布置，其钢丝均相互垂直交叉设置，钢丝均抵触换热管，并发生抵触弯曲。
2.如权利要求1所述的管式换热器在线清洁装置，其特征在于：所述的钢丝材质选择与换热管相同，为耐热不锈钢。
3.如权利要求1所述的管式换热器在线清洁装置，其特征在于：所述的气缸安装在换热管外部，气缸的活塞连接有连杆，连杆延伸入换热管区域内，与平面框架连接。
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