CN105423317B - 一种炉管清焦的设备及方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种炉管清焦的设备及方法，该设备包括第一三向管、第二三向管、泵组、第一阀门、第二阀门、第三阀门、第四阀门第一收发球筒、第二收发球筒和控制单元，第一收发球筒和第二收发球筒分别连接在炉管的两端，第一三向管包括一根第一主管和两根第一支管，两根第一支管的管口分别与第一收发球筒和第二收发球筒连接；泵组设于第一主管上，第一阀门和第二阀门分别设于两根第一支管上；第二三向管包括一根第二主管和两根第二支管，两根第二支管的管口分别与第一收发球筒和第二收发球筒连接，第三阀门和第四阀门分别设于两根第二支管上。该设备的结构简单紧凑，易于操作，且自动化程度较高，清焦效果较好。

Description

一种炉管清焦的设备及方法

技术领域

本发明涉及炉管清焦技术领域，尤其涉及一种炉管清焦的设备及的方法。

背景技术

石油炼化领域的焦化炉、减压炉、加氢炉、裂解炉、原油加热炉等炉型的炉管，以及煤化工领域的加热炉等炉管，在运行一定周期时间后内壁会产生积垢、结焦等问题，由此会引起管道堵塞甚至爆管发生，这会直接影响生产工艺的正常运行、降低换热效率、阻碍生产。

目前，对炉管内壁的清洗方式常采用烧焦和化学清焦的方法，烧焦的方式简单快捷，费用较低，但在烧焦的过程中会环境污染，也容易造成炉管变形损伤或清洗不彻底的问题，化学清洗操作简单，拆除炉管时工作量较小，但是化学清焦动用清洗设备多，以至于清焦费用较高。

发明内容

(一)要解决的技术问题

本发明要解决的技术问题是解决现有技术中炉管清焦的设备的结构复杂操作不便且费用较高的问题。

(二)技术方案

为了解决上述技术问题，本发明提供了一种炉管清焦的设备，包括第一三向管、第二三向管、泵组、第一阀门、第二阀门、第三阀门、第四阀门、第一收发球筒、第二收发球筒和控制单元，所述第一收发球筒和第二收发球筒分别连接在炉管的两端，所述第一三向管包括一根第一主管和两根第一支管，所述第一主管的管口连通清水槽，两根所述第一支管的管口分别与第一收发球筒和第二收发球筒连接；所述泵组设于所述第一主管上，所述第一阀门和所述第二阀门分别设于两根所述第一支管上；所述第二三向管包括一根第二主管和两根第二支管，所述第二主管的管口连接在污水槽的上方，两根所述第二支管的管口分别与第一收发球筒和第二收发球筒连接，所述第三阀门和第四阀门分别设于两根所述第二支管上。

其中，还包括控制单元，所述第一阀门、第二阀门、第三阀门和第四阀门分别与所述控制单元连接。

其中，所述第一主管上还设有过滤器，所述过滤器设于所述泵组的前端。

其中，所述泵组包括水泵、增压泵、第五阀门、第六阀门和第七阀门，所述水泵和所述第五阀门均设于第一主管上，且所述水泵设于所述第五阀门和所述过滤器之间，所述增压泵、第六阀门和第七阀门均设于与所述第五阀门并联的第三支管上，且所述增压泵设于所述第六阀门和第七阀门之间。

其中，所述第二主管的管口通过切换阀连接第四支管和第五支管，所述第四支管上设有第八阀门；所述第五支管上设有第九阀门，所述第四支管的管口、第五支管的管口分别通入清水槽、污水槽，所述切换阀由所述控制单元控制。

其中，还包括气罐，所述气罐通过气体输入管与第一收发球筒或第二收发球筒连接，用于向炉管内通入压缩空气，所述气体输入管上设有第十阀门。

其中，所述第一收发球筒和所述第二收发球筒分别第一气体输出管和第二气体输出管，所述第一气体输出管、第二气体输出管上分别设有第十一阀门、第十二阀门。

其中，还包括流量计、压力表和液位计，所述流量计、压力表和液位计分别与所述控制单元连接，。

其中，还包括摄像头，所述摄像头设于污水槽的上方且与控制单元连接。

本发明还提供了一种炉管清焦的方法，其包括步骤S1，将炉管从炉本体上断开；

S2，将炉管的两端接入清焦回路；

S3，向炉管内通入清水对炉管进行清洗，正反向清洗多次切换，直至流出的水干净为止，废水流入污水槽；

S4，检验炉管内的堵塞情况，将清管球通入到炉管内，利用水流带动清管球在炉管内正反向往复运动，废水流入污水槽；

S5，进行机械清焦，先增大进入炉管内的水流的水压，水流带动清管球在炉管内正反向往复运动，然后依次向炉管内通入直径逐渐增大的清管球在炉管内往复运动，对炉管进行清焦处理；

S6，冲洗，向炉管内通入清水，使清水在炉管内进行正反向往复运动，当冲出的水无污垢和结焦物时冲洗结束；

S7，吹扫干燥，向炉管内通入干燥的压缩空气，路管内无污垢和结焦物吹出时吹扫干燥结束；

S8，清焦结束，将炉管从清洗回路中拆下，将拆下的炉管重新安装到炉本体上。

(三)有益效果

本发明的上述技术方案具有如下优点：本发明提供了一种炉管清焦的设备和方法，其中炉管清焦的设备包括泵组，分别连接在炉管两端的第一收发球筒和第二收发球筒，第一三向管和第二三向管，第一三向管包括与清水槽连通的第一主管和分别与第一收发球筒、第二收发球筒连接的两根第一支管，第二三向管包括与污水槽连通的第二主管和分别与第一收发球筒。第二收发球筒连接的两根第二支管，两根第一支管上分别设有第一阀门、第二阀门，两根第二支管上分别设有第三阀门、第四阀门，利用控制单元控制第一阀门、第二阀门、第三阀门和第四阀门的开闭，实现清水在炉管内的正向回路和反向回路，通过正向和反向往复运动实现对炉管的清洗，且第一收发球筒和第二收发球筒可以向路管内通入清管球，通过水流带动和清管球在路管内往复运动，实现对炉管结焦情况的检测和清理。该设备的结构简单紧凑，易于操作，且自动化程度较高，清焦效果较好。

附图说明

图1是本发明实施例提供的炉管清焦的设备的结构示意图；

图2是本发明提供的炉管清焦方法的流程图。

图中：1：炉管；2：泵组；3：气罐；4：控制单元；5：清水槽；6：污水槽；7：第二收发球筒；8：第一收发球筒；9：过滤器；10：流量计；11：压力表；20：水泵；21：增压泵；22：第七阀门；23：第五阀门；24：第六阀门；30：第一主管；31：第一支管；32：第一支管；40：第二主管；41：第二支管；42：第二支管；101：第二阀门；102：第一阀门；103：第三阀门；104：第四阀门；201：第十阀门；202：第八阀门；203：第九阀门；204：切换阀；205：第十二阀门；206：第十一阀门。

具体实施方式

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上；术语“上”、“下”、“左”、“右”、“内”、“外”、“前端”、“后端”、“头部”、“尾部”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”等仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

在本发明的描述中，还需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连。对于本领域的普通技术人员而言，可视具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

如图1所示，本发明实施例提供的一种炉管1清焦的设备，包括第一三向管、第二三向管、泵组2、第一阀门102、第二阀门101、第三阀门103、第四阀门104、第一收发球筒8、第二收发球筒7和控制单元4，第一收发球筒8和第二收发球筒7分别连接在炉管1的两端，第一三向管包括一根第一主管30、第一支管31和第一支管32，第一主管30的管口连通清水槽5，第一支管31的管口与第二收发球筒7连接，第一支管32的管口与第一收发球筒8连接；泵组2设于第一主管30上，第一阀门102和第二阀门101分别设于两根第一支管上，其中第一阀门102设于第一支管32上，第二阀门101设于第一支管31上；第二三向管包括第二主管40、第二支管41和第二支管42，第二主管40的管口连接在污水槽6的上方，第二支管41的管口与第一收发球筒8连接，第二支管42的管口与第二收发球筒7连接，第三阀门103设于第二支管41上，第四阀门104设于第二支管42上；在本实施例中，两根第二支管的管口分别与两根第一支管的侧壁连通，从而实现第二主管40与第一收发球筒8、第二收发球筒7的连接，其中，第三阀门103设于第二支管41上，第四阀门104设于第二支管42上，第二支管41的管口与第一支管31的侧壁连通，第二支管42的管口与第一支管32的侧壁连通，第一阀门102、第二阀门101、第三阀门103和第四阀门104分别与控制单元4连接。其中，第一阀门102、第二阀门101、第三阀门103和第四阀门104均为气动阀门，并均由控制单元4控制开启或关闭。

需要说明的是本发明中的各连接管均为高压软管，当控制单元4控制第一阀门102和第三阀门103开启，第二阀门101和第四阀门104关闭时，在泵组2的作用下，清水槽5中的清水经第一主管30，流经第一阀门102所在的第一支管32后进入到炉管1的一端，在水压作用下从炉管1的另一端流出，流经第三阀门103所在的第二支管31，经第二主管40流入到污水槽6内进行处理，污水槽6的下部设有过滤器99和水泵20，用于排出污水槽6内的污水。第一收发球筒8和第二收发球筒7可以向炉管1内通入清管球，清管球在水流的带动下在炉管1内往复运动起到清焦的作用。

进一步地，第一主管30上还设有过滤器99，过滤器99设于泵组2的前端。用于对从清水槽5流出的清水进行过滤，减小对泵组2的损坏，泵组2包括水泵20、增压泵21、第五阀门23和第六阀门24，水泵20和第五阀门23均设于第一主管30上，且水泵20设于第五阀门23和过滤器99之间，增压泵21和第六阀门24设于与第五阀门23并联的第三支管上，且第六阀门24设有水泵20与增压泵21之间。还包括第七阀门22，第七阀门22设于第三支管上，且增压泵21设于第六阀门24和第七阀门22之间。当第五阀门23开启时，水流经水泵20和第五阀门23流入到炉管1，当第六阀门24和第七阀门22开启时，水流依次流经水泵20、第六阀门24、增压泵21和第七阀门22进入炉管1，经此回路进入到炉管1内的水流水压较大。

进一步地，第二主管40的管口通过切换阀204连接第四支管和第五支管，第四支管上设有第八阀门202；第五支管上设有第九阀门203，第四支管的管口通入清水槽5，第五支管的管口通入污水槽6，清水槽5和污水槽6的上方均设有滤槽，从第四支管和第五支管流出的水要经过滤槽过滤才能进入到清水槽5或污水槽6中，切换阀204由控制单元4控制。根据该炉管清焦的设备所进行的清焦流程，控制单元4合理控制切换阀204，使从炉管1流出的水进入大清水槽5或污水槽6。

进一步地，还包括气罐3，气罐3通过气体输入管与第一收发球筒8或第二收发球筒7连接，用于向炉管1内通入压缩空气，气体输入管上设有第十阀门201，在本实施例中，气罐3与第一收发球筒8连接，气罐3通过第二收发球筒7向炉管1通入无油干燥的压缩空气，对清焦后的炉管1进行干燥吹扫，进一步清除残余的结焦。

进一步地，第一收发球筒8、第二收发球筒7分别连接第一气体输出管、第二气体输出管，第一气体输出管、第二气体输出管上分别设有第十一阀门206、第十二阀门205。压缩空气从第二收发球筒7进入到炉管1内时，关闭第十一阀门206，避免压缩空气从第一气体输出管输出，压缩气体进入炉管1后在压力的作用下沿炉管1流动，开启第十二阀门205和第四阀门104，压缩空气从第二气体输出管和第二主管40流出。

需要说明的是，本发明的第五阀门23、第六阀门24、第七阀门24、第八阀门202、第九阀门203、第十阀门201、第十一阀门206和第第十二阀门205均为手动球阀。

另外，该炉管1清焦的设备还包括流量计10、压力表11和液位计，流量计10的数量为3个，分别设于清水槽5处、第二主管40处和第一主管30处，分别检测该处的水流流量，压力表11的数量为3个，3个压力表11分别设于第二主管40处、第二支管42处和第一收发球筒8处，液位计的数量为一个，设于清水槽5内，检测清水槽5内的液位。流量计10、压力表11和液位计分别与控制单元4连接，将检测的数据传给控制单元4，控制单元4根据检测的数据进行合理的调整。该设备还包括摄像头，摄像头设于污水槽6的上方且与控制单元4连接。摄像头检测污水池的情况并反馈给控制单元4，控制单元4根据接收的信号控制各个阀门的开启和关闭，实现对清焦回路的调整。

本发明还提供了一种炉管清焦的方法，如图2所示，包括步骤S1，将炉管1与炉本体上断开，即拆除炉管1和炉本体连接的弯头或短接。

S2，将炉管1的两端接入清焦回路，可以将炉管1连接到上述的设备中，根据炉管1的尺寸配置相同型号的第一收发球筒8和第二收发球筒7，并与炉管1的两端连接。

S3，向炉管1内通入清水对炉管1进行清洗，正反向清洗多次切换，直至流出的水干净为止，废水流入污水槽6；具体为：本步骤中的正反向切换是通过控制各个阀门的开启和关闭来实现的，其中水流在炉管1内正向流动时，开启第五阀门23、第二阀门101、第四阀门104和第九阀门203，关闭第六阀门24、第七阀门22、第一阀门102、第十一阀门206、第十二阀门205、第十阀门201、第三阀门103和第八阀门202，水流在水泵20的作用下从清水槽5流出依次流经过滤器99、水泵20、第二阀门101、第二收发球筒7、炉管1、第一收发球筒8、第四阀门104和第九阀门203后进入到污水池，实现水流在炉管1内的正向循环；然后切换阀门组，开启第五阀门23、第一阀门102、第三阀门103和第九阀门203，关闭第六阀门24、第七阀门22、第二阀门101、第十一阀门206、第十二阀门205、第十阀门201、第四阀门104和第八阀门202，水流在水泵20的作用下从清水槽5流出依次流经过滤器99、水泵20、第一阀门102、第一收发球筒8、炉管1、第一收发球筒8、第三阀门103和第九阀门203后进入到污水槽6，实现水流在路管内的反向循环，通过调整阀门组的开启和关闭实现正向和方向的多次切换，直至流水的水流干净为止。

S4，检验炉管1内的堵塞情况，将清管球通入到炉管1内，利用水流带动清管球在炉管1内正反向往复运动，废水流入污水槽6；当水流在炉管1内正向流动时，带动清管球从第二收发球筒7经炉管1到达第一收发球筒8，当水流在炉管1内反向流动时，带动清管球从第一收发球筒8经炉管1到达第二收发球筒7，根据能在炉管1内运动的清管球的直径判定炉管1的堵塞情况，并据此选择进行清焦的清管球的大小。

S5，进行机械清焦，先将与步骤S4中直径相等的清管球通入到炉管1内，利用水泵20向炉管1内通入清水，并利用增压泵21增大通入到炉管1内的水压，清管球在炉管1内正反向往复运动，然后依次向炉管1内通入直径逐渐增大的清管球，使之在炉管1内往复运动，对炉管1进行清焦处理；于步骤S3和S4中正向流动和反向流动不同的是，当清管球在炉管1内往复运动时需要关闭第五阀门23，同时开启第六阀门24和第七阀门22，使水流在流经水泵20后再经过增压泵21增压，从而使进入炉管1内的水流压力增大，带动清管球对炉管1内的结焦进行清理，清洗干净后将第九阀门203关闭，打开第八阀门202，使水流进入到清水槽5内。

S6，冲洗，冲洗之前先要取出第一收发球筒8和第二收发球筒7内的清管球，再控制水泵20和阀门组向炉管1内通入清水，使清水在炉管1内进行正反向往复运动，当冲出的水无污垢和结焦物时冲洗结束；该步骤中阀门组的开闭情况与步骤S3和S4相同。

S7，吹扫干燥，打开第十阀门201、第十一阀门206、第四阀门104和第八阀门202，同时关闭其他的阀门，通过气罐3向炉管1内通入无油干燥的压缩空气，压缩空气经过第一收发球筒8和炉管1，一部分经第十一阀门206从第一连接管排出，另一部分经第一收发球筒8、第四阀门104和第八阀门202排出，吹扫干燥之后再进行爆破吹扫，炉管1内无污垢和结焦物吹出时，关闭阀门组，停止通压缩空气，吹扫干燥结束。

S8，清焦结束，将炉管1从清焦回路中拆下，即将第一收发球筒8和第二收发球筒7从炉管1的两端上拆除，将清焦后的炉管1重新安装到炉本体上待用。

使用时，通过摄像头传到控制单元4的图像观察炉管清焦的情况，并通过流量计10、压力表11和液位计实时对炉管清焦的情况进行检测，将泵组2的压力控制在1-5Mpa，水流流量控制为80m³/h，压缩空气的压力控制在0.4-0.8Mpa。控制单元4根据检测到的数据进行及时的调整。

综上所述，本发明提供的炉管清焦的设备结构简单，操作方便，并能够对清焦的情况进行实时检测和调整，且本发明的炉管1清焦的方法，通过利用水流和清管球在炉管内的循环往复运动，起到很到的清焦效果。

最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。

Claims (10)

1.一种炉管清焦的设备，其特征在于：包括第一三向管、第二三向管、泵组、第一阀门、第二阀门、第三阀门、第四阀门、第一收发球筒和第二收发球筒，所述第一收发球筒和第二收发球筒分别连接在炉管的两端，所述第一三向管包括一根第一主管和两根第一支管，所述第一主管的管口连通清水槽，两根所述第一支管的管口分别与第一收发球筒和第二收发球筒连接；所述泵组设于所述第一主管上，所述第一阀门和所述第二阀门分别设于两根所述第一支管上；所述第二三向管包括一根第二主管和两根第二支管，所述第二主管的管口连接在污水槽的上方，两根所述第二支管的管口分别与第一收发球筒和第二收发球筒连接，所述第三阀门和第四阀门分别设于两根所述第二支管上。

2.根据权利要求1所述的炉管清焦的设备，其特征在于：还包括控制单元，所述第一阀门、第二阀门、第三阀门和第四阀门分别与所述控制单元连接。

3.根据权利要求1所述的炉管清焦的设备，其特征在于：所述第一主管上还设有过滤器，所述过滤器设于所述泵组的前端。

4.根据权利要求3所述的炉管清焦的设备，其特征在于：所述泵组包括水泵、增压泵、第五阀门、第六阀门和第七阀门，所述水泵和所述第五阀门均设于第一主管上，且所述水泵设于所述第五阀门和所述过滤器之间，所述增压泵、第六阀门和第七阀门均设于与所述第五阀门并联的第三支管上，且所述增压泵设于所述第六阀门和第七阀门之间。

5.根据权利要求2所述的炉管清焦的设备，其特征在于：所述第二主管的管口通过切换阀连接第四支管和第五支管，所述第四支管上设有第八阀门；所述第五支管上设有第九阀门，所述第四支管的管口、第五支管的管口分别通入清水槽、污水槽，所述切换阀由所述控制单元控制。

6.根据权利要求1所述的炉管清焦的设备，其特征在于：还包括气罐，所述气罐通过气体输入管与第一收发球筒或第二收发球筒连接，用于向炉管内通入压缩空气，所述气体输入管上设有第十阀门。

7.根据权利要求6所述的炉管清焦的设备，其特征在于：所述第一收发球筒、所述第二收发球筒分别连接第一气体输出管、第二气体输出管，所述第一气体输出管、第二气体输出管上分别设有第十一阀门、第十二阀门。

8.根据权利要求2所述的炉管清焦的设备，其特征在于：还包括流量计、压力表和液位计，所述流量计、压力表和液位计分别与所述控制单元连接。

9.根据权利要求2所述的炉管清焦的设备，其特征在于：还包括摄像头，所述摄像头设于污水槽的上方且与控制单元连接。

10.一种炉管清焦的方法，其特征在于：包括步骤：

S1，将炉管与炉本体断开；

S2，将炉管的两端接入如权利要求1-9任一项所述的设备；

S3，向炉管内通入清水对炉管进行清洗，正反向清洗多次切换，直至流出的水干净为止，废水流入污水槽；

S4，检验炉管内的堵塞情况，将清管球通入到炉管内，利用水流带动清管球在炉管内正反向往复运动，废水流入污水槽；

S5，进行机械清焦，增大进入炉管内的水流的水压，水流带动清管球在炉管内正反向往复运动，然后依次向炉管内通入直径逐渐增大的清管球在炉管内往复运动，对炉管进行清焦处理；

S6，冲洗，向炉管内通入清水，使清水在炉管内进行正反向往复运动，当冲出的水无污垢和结焦物时冲洗结束；

S7，吹扫干燥，向炉管内通入干燥的压缩空气，炉管内无污垢和结焦物吹出时吹扫干燥结束；

S8，清焦结束，将炉管从清洗回路中拆下，将拆下的炉管重新安装到炉本体上。