CN108844397A - 一种在线清灰装置及具有该在线清灰装置的换热器 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种在线清灰装置及具有该在线清灰装置的换热器，主要由牵引装置、金属丝绳、清灰器、前端导引器、后端导引器和控制器组成；金属丝绳穿过前端导引器和后端导引器，其两端分别连接一牵引装置；清灰器固定于金属丝绳上，其在前端导引器和后端导引器之间随金属丝绳往复运动；控制器与牵引装置连接。本发明传热效率高，换热负荷可调节，适应性强，可实现在线清灰，保证设备长周期运行。

Description

一种在线清灰装置及具有该在线清灰装置的换热器

技术领域

本发明涉及一种用于换热装置的在线清灰装置及具有该在线清灰装置的换热器，特别涉及适用于管程为高含尘、易结垢气相介质的换热器。

背景技术

在电力、石化和化工行业有大量的高含尘、易结垢的气相介质的换热器，主要特点是：a.高温低压,气相介质温度达1000℃,压力约为常压或负压；b.需要严格控制气体出口温度；c.粉尘含量高,换热管易积灰结垢，甚至导致堵塞，清灰频率高；d.装置连续运行，要求能够在线清灰。

换热管积灰结垢，会导致堵塞，造成换热器失效，降低管束换热效率,同时有些灰渣含腐蚀性成分,将加速管壁的腐蚀,降低设备使用寿命。所以,对介质内粉尘含量高,灰粘性强的换热器必须考虑进行清灰。换热器的清灰方式目前主要有蒸汽吹灰、声波吹灰、激波吹灰和机械清灰。针对不同的灰渣特性、结构形式,上述各种清灰方式都有适用范围和优缺点。

如目前烷基化废酸再生装置的烟气-空气换热器，人工使用清灰枪进行在线清灰,换热器附近工作条件恶劣,环境温度高,部分气体长时间吸入对人体有害,并且人工清灰时一旦爆管,管外高压气体会通过换热管喷入管箱内,并通过管箱上清灰孔射出,极易造成人员伤亡及装置停工。一般石化和化工装置对系统稳定连续运行要求高,频繁停机将造成巨大的经济损失,同时,频繁启停对设备也会造成一定损伤。

因此，开发一种在线清灰装置及具有该在线清灰装置的换热器具有现实意义。

发明内容

为了解决现有技术存在的不能在线清灰、换热管易结垢堵塞的技术问题，本发明提供了一种在线清灰装置及具有该在线清灰装置的换热器。

本发明提供的在线清灰装置主要由牵引装置、金属丝绳、清灰器、前端导引器、后端导引器和控制器组成；金属丝绳穿过前端导引器和后端导引器，其两端分别连接一牵引装置；清灰器固定于金属丝绳上，其在前端导引器和后端导引器之间随金属丝绳往复运动；控制器与牵引装置连接。

所述前端导引器主要由前端丝绳导引管和前端丝绳导引管封盖组成，前端丝绳导引管为其左端带有法兰的短管，前端丝绳导引管封盖的中心开有前端丝绳通过孔，前端丝绳导引管封盖通过螺栓固定于前端丝绳导引管法兰上。

作为进一步改进的方案，所述的前端导引器还包括前端弹性密封筒，前端弹性密封筒为一两端敞口的由弹性材料制成的喇叭状圆筒；前端弹性密封筒固定于前端丝绳导引管封盖外侧，敞口大的一端罩于前端丝绳通过孔上，敞口小的一端压紧于穿过的金属丝绳圆周上。

所述后端导引器主要由后端丝绳导引管和后端丝绳导引管封盖组成，后端丝绳导引管为其右端带有法兰的短管，后端丝绳导引管封盖的中心开有后端丝绳通过孔，后端丝绳导引管封盖通过螺栓固定于后端丝绳导引管法兰上。

作为进一步改进的方案，所述的后端导引器还包括后端弹性密封筒，后端弹性密封筒为一两端敞口的由弹性材料制成的喇叭状圆筒；后端弹性密封筒固定于后端丝绳导引管封盖内侧，敞口大的一端罩于后端丝绳通过孔上，敞口小的一端压紧于穿过的金属丝绳圆周上。

前端弹性密封筒和后端弹性密封筒主要起密封作用，防止换热器内高含尘、易结垢的气相介质泄漏到换热器外。前端丝绳通过孔和后端丝绳通过孔可供金属丝绳通过。

所述清灰器为沿圆周布置有弹性凸起表面或弹性弧状肋的回转体或螺旋体。弹性凸起表面或弹性弧状肋可以为丝状、针状回转体或多圈螺旋体等。清灰器的作用为在金属丝绳的牵引下，在换热管内往复运动，将换热管内壁的积灰或垢层清除。

所述清灰器的外径与前端丝绳导引管内径、后端丝绳导引管内径及换热管内径相匹配。

所述金属丝绳由金属制成，为可便捷的进行弯曲、缠绕的绳状。如金属丝状编制物，金属链，柔性金属丝线等。

所述牵引装置主要作用为缠绕收放金属丝绳，从而使清灰器在换热器内进行往复运动完成清灰作业。牵引装置的驱动力可以为人力、电动、气动、液力驱动及电磁驱动等，也可由上述驱动力组合。牵引装置的动作由控制器确定。

为了获得好的密封效果，在清灰器左端的金属丝绳上设置有前端丝绳密封塞，前端丝绳密封塞为截面为环形的圆柱状物，前端丝绳密封塞固定套装于靠近清灰器左端的金属丝绳上，位于前端丝绳导引管封盖内侧，其外径大于前端丝绳通过孔的内径。

当然，作为进一步的改进方案，在清灰器右端的金属丝绳上设置有后端丝绳密封塞、密封塞压紧簧和挡板；后端丝绳密封塞同样为截面为环形的圆柱状物；后端丝绳密封塞套装于清灰器左端靠近前端丝绳通过孔时后端丝绳通过孔对应的金属丝绳上，位于后端丝绳导引管封盖外侧，其外径大于后端丝绳通过孔内径；后端丝绳密封塞后依次设置密封塞压紧簧和挡板，后端丝绳密封塞和密封塞压紧簧可沿金属丝绳滑动，挡板固定于金属丝绳上。

在清灰休止阶段，前端丝绳密封塞在前端管箱起到密封作用，后端丝绳密封塞、密封塞压紧簧及挡板在后端管箱起到密封作用。所述的前端丝绳密封塞从内压紧前端丝绳通过孔，从而加强了密封效果；所述的后端丝绳密封塞、密封塞压紧簧及挡板从外作用在后端丝绳通过孔上起到密封作用。

同时，本发明还提供了一种具有上述在线清灰装置的换热器，该换热器主要由在线清灰装置、换热管、管板、壳体、含尘介质进口、含尘介质出口、前端管箱、非含尘介质进口、非含尘介质出口、后端管箱和排尘口组成，排尘口包括前端排尘口和后端排尘口；前端管箱箱壁和后端管箱箱壁上分别开有供前端导引器和后端导引器安装用的安装孔，前端导引器焊接于前端管箱箱壁的安装孔上，前端丝绳导引管封盖位于前端管箱箱壁外侧；后端导引器焊接于后端管箱箱壁的安装孔上，后端丝绳导引管封盖位于后端管箱箱壁外侧；在线清灰装置通过前端导引器和后端导引器安装于换热器上，在线清灰装置的金属丝绳穿过固定于前端管箱箱壁上的前端导引器进入前端管箱，穿过前端管箱进入换热管内，然后穿过换热管进入后端管箱，从固定于后端管箱箱壁上的后端导引器引出；清灰器沿金属丝绳在换热管内往复运动，实现清灰动作。

金属丝绳两端各连接一牵引装置，牵引装置按控制器发出的控制指令实现对金属丝绳和清灰器的动作。

所述壳体两端设置有管板，换热管通过一端管板与另一端管板连接，壳体两端设置有非含尘介质进口和非含尘介质出口。壳体与换热管外的空间构成非含尘介质流通的空间。前端管箱和后端管箱分别和两端管板连接，前端管箱上设置有含尘介质进口和前端排尘口，后端管箱设置有含尘介质出口和后端排尘口。

本发明的在线清灰装置及具有该在线清灰装置的换热器，具有如下有益效果：

1)清灰效果优，效率高

本发明采用的清灰器通过对积灰或垢层进行刮削或磨削而达到效果的，所以清灰效果较传统的蒸汽吹灰、声波吹灰、激波吹灰更优，同时本发明采用动力驱动装置及自动控制配合可自动完成对所有换热管内清灰器进行控制清灰，效率较传统方式高。

2)可实现在线清灰，保证设备长周期运行

本发明可通过控制清灰装置实现对任何单支或多支换热管灵活清灰作业，不会引起操作波动，并且采用的密封措施可确保介质不会因泄漏对装置造成不良影响，导致停工。

3、传热效率高，换热负荷可调节，适应性强

由于本发明换热器积垢可以便捷清除，换热器污垢热阻极低，所以具有较高的传热效率；且部分清灰器可以根据需要进入换热管内阻挡介质进入换热管与管外介质换热，从而达到调节换热负荷的效果，以适应装置的各种工况。

上述说明仅是本发明技术方案的概述，为了能够更清楚了解本发明的技术手段，而可依照说明书的内容予以实施，并且为了让本发明的上述和其他目的、特征和优点能够更明显易懂，以下特举较佳实施例，并配合附图，详细说明如下。

附图说明

图1为在线清灰装置及具有该在线清灰装置的换热器的结构示意图；

图2为图1中A的局部放大结构示意图；

图3为图1中B的局部放大结构示意图。

图中：1-前端管箱，2-含尘介质进口，3-管板，4-非含尘介质出口，5-换热管，6-壳体，7-含尘介质出口，8-前端排尘口，9-后端排尘口，10-非含尘介质进口，11-前端丝绳通过孔，12-清灰器，13-前端丝绳导引管，14-前端丝绳导引管封盖，15-前端丝绳密封塞，16-牵引装置，17-金属丝绳，18-后端丝绳密封塞，19-密封塞压紧簧，20-挡板，21-前端弹性密封筒，22-后端管箱，23-后端丝绳通过孔，24-后端丝绳导引管，25-后端丝绳导引管封盖，26-后端弹性密封筒，27-控制器。

具体实施方式

为更进一步阐述本发明为达成预定发明目的所采取的技术手段及功效，以下结合附图及较佳实施例，对依据本发明一种在线清灰装置及具有该在线清灰装置的换热器其具体实施方式、结构、特征及其功效，详细说明如后。

如图1和图2所示，本发明提供的在线清灰装置主要由牵引装置16、金属丝绳17、清灰器12、前端导引器、后端导引器和控制器27组成；前端导引器固定于换热器前端管箱1箱壁上，后端导引器固定于换热器后端管箱22箱壁上；金属丝绳17穿过前端导引器和后端导引器，其两端分别连接一牵引装置16；清灰器12固定于金属丝绳17上，其在前端导引器和后端导引器之间随金属丝绳17往复运动；控制器27与牵引装置16连接。

如图2所示，前端导引器主要由前端丝绳导引管13、前端丝绳导引管封盖14和前端弹性密封筒21组成，前端丝绳导引管封盖14的中心开有前端丝绳通过孔11。前端弹性密封筒21固定于前端丝绳导引管封盖14外侧，敞口大的一端罩于前端丝绳通过孔11上，敞口小的一端压紧于穿过的金属丝绳17圆周上。在清灰器12左端的金属丝绳上设置有前端丝绳密封塞15，前端丝绳密封塞15固定套装于靠近清灰器12左端的金属丝绳上，位于前端丝绳导引管封盖14内侧，其外径大于前端丝绳通过孔11的内径。

如图3所示，后端导引器主要由后端丝绳导引管24、后端丝绳导引管封盖25和后端弹性密封筒26组成，后端丝绳导引管封盖25的中心开有后端丝绳通过孔23。后端弹性密封筒26固定于后端丝绳导引管封盖25内侧，敞口大的一端罩于后端丝绳通过孔23上，敞口小的一端压紧于穿过的金属丝绳17圆周上。在清灰器12右端的金属丝绳上设置有后端丝绳密封塞18、密封塞压紧簧19和挡板20；后端丝绳密封塞18套装于清灰器左端靠近前端丝绳通过孔11时后端丝绳通过孔23对应的金属丝绳上，位于后端丝绳导引管封盖25外侧，其外径大于后端丝绳通过孔23内径；后端丝绳密封塞18后依次设置密封塞压紧簧19和挡板20，后端丝绳密封塞18和密封塞压紧簧19可沿金属丝绳17滑动，挡板20固定于金属丝绳上。

如图1所示，本发明提供的具有上述在线清灰装置的换热器主要由在线清灰装置、换热管5、管板3、壳体6、含尘介质进口2、含尘介质出口7、前端管箱1、非含尘介质进口10、非含尘介质出口4、后端管箱22、前端排尘口8和后端排尘口9组成；前端管箱1箱壁和后端管箱22箱壁上分别开有供前端导引器和后端导引器安装用的安装孔，前端导引器焊接于前端管箱箱壁的安装孔上，前端丝绳导引管封盖位于前端管箱1箱壁外侧；后端导引器焊接于后端管箱22箱壁的安装孔上，后端丝绳导引管封盖位于后端管箱22箱壁外侧；在线清灰装置通过前端导引器和后端导引器安装于换热器上，在线清灰装置的金属丝绳17穿过固定于前端管箱1箱壁上的前端导引器进入前端管箱1，穿过前端管箱1进入换热管5内，然后穿过换热管5进入后端管箱22，从固定于后端管箱22箱壁上的后端导引器引出；清灰器沿金属丝绳17在换热管5内往复运动，实现清灰动作。

金属丝绳17两端各连接一牵引装置16，牵引装置16按控制器27发出的控制指令实现对金属丝绳和清灰器的动作。

所述壳体6两端设置有管板3，换热管5通过一端管板与另一端管板连接，壳体6两端设置有非含尘介质进口10和非含尘介质出口4。壳体6与换热管5外的空间构成非含尘介质流通的空间。前端管箱1和后端管箱22分别和两端管板连接，前端管箱1上设置有含尘介质进口2和前端排尘口8，后端管箱22设置有含尘介质出口7和后端排尘口9。

换热管5内积灰需要清理时，通过控制器27发出指令启动牵引装置16，牵引指定金属丝绳17带动清灰器12进入相应换热管5内，进行往返直线运动清除换热管5内的积灰。各换热管5内清灰作业与上述相同。

以上所述，仅是本发明的较佳实施例而已，并非对本发明做任何形式上的限制，虽然本发明已以较佳实施例揭露如上，然而并非用以限定本发明，任何熟悉本专业的技术人员，在不脱离本发明技术方案范围内，当可利用上述揭示的技术内容做出些许更动或修饰为等同变化的等效实施例，但凡是未脱离本发明技术方案的内容，依据本发明的技术实质对以上实施例所做的任何简单修改、等同变化与修饰，均仍属于本发明技术方案的范围内。

Claims (12)

1.一种在线清灰装置，其特征在于：主要由牵引装置、金属丝绳、清灰器、前端导引器、后端导引器和控制器组成；金属丝绳穿过前端导引器和后端导引器，其两端分别连接一牵引装置；清灰器固定于金属丝绳上，其在前端导引器和后端导引器之间随金属丝绳往复运动；控制器与牵引装置连接。

2.根据权利要求1所述的在线清灰装置，其特征在于：所述的前端导引器主要由前端丝绳导引管和前端丝绳导引管封盖组成，前端丝绳导引管为其左端带有法兰的短管，前端丝绳导引管封盖的中心开有前端丝绳通过孔，前端丝绳导引管封盖通过螺栓固定于前端丝绳导引管法兰上。

3.根据权利要求2所述的在线清灰装置，其特征在于：所述的前端导引器还包括前端弹性密封筒，前端弹性密封筒为一两端敞口的由弹性材料制成的喇叭状圆筒；前端弹性密封筒固定于前端丝绳导引管封盖外侧，敞口大的一端罩于前端丝绳通过孔上，敞口小的一端压紧于穿过的金属丝绳圆周上。

4.根据权利要求1所述的在线清灰装置，其特征在于：所述的后端导引器主要由后端丝绳导引管和后端丝绳导引管封盖组成，后端丝绳导引管为其右端带有法兰的短管，后端丝绳导引管封盖的中心开有后端丝绳通过孔，后端丝绳导引管封盖通过螺栓固定于后端丝绳导引管法兰上。

5.根据权利要求4所述的在线清灰装置，其特征在于：所述的后端导引器还包括后端弹性密封筒，后端弹性密封筒为一两端敞口的由弹性材料制成的喇叭状圆筒；后端弹性密封筒固定于后端丝绳导引管封盖内侧，敞口大的一端罩于后端丝绳通过孔上，敞口小的一端压紧于穿过的金属丝绳圆周上。

6.根据权利要求1所述的在线清灰装置，其特征在于：所述的清灰器为沿圆周布置有弹性凸起表面或弹性弧状肋的回转体或螺旋体。

7.根据权利要求6所述的在线清灰装置，其特征在于：所述的弹性凸起表面或弹性弧状肋为丝状、针状回转体或多圈螺旋体。

8.根据权利要求2所述的在线清灰装置，其特征在于：所述的清灰器左端的金属丝绳上设置有前端丝绳密封塞，前端丝绳密封塞为截面为环形的圆柱状物，前端丝绳密封塞固定套装于靠近清灰器左端的金属丝绳上，位于前端丝绳导引管封盖内侧，其外径大于前端丝绳通过孔的内径。

9.根据权利要求8所述的在线清灰装置，其特征在于：所述的后端导引器主要由后端丝绳导引管和后端丝绳导引管封盖组成，后端丝绳导引管为其右端带有法兰的短管，后端丝绳导引管封盖的中心开有后端丝绳通过孔，后端丝绳导引管封盖通过螺栓固定于后端丝绳导引管法兰上。

10.根据权利要求9所述的在线清灰装置，其特征在于：所述的清灰器右端的金属丝绳上设置有后端丝绳密封塞、密封塞压紧簧和挡板；后端丝绳密封塞同样为截面为环形的圆柱状物；后端丝绳密封塞套装于清灰器左端靠近前端丝绳通过孔时后端丝绳通过孔对应的金属丝绳上，位于后端丝绳导引管封盖外侧，其外径大于后端丝绳通过孔内径；后端丝绳密封塞后依次设置密封塞压紧簧和挡板，后端丝绳密封塞和密封塞压紧簧可沿金属丝绳滑动，挡板固定于金属丝绳上。

11.一种具有权利要求1所述的在线清灰装置的换热器，其特征在于：主要由在线清灰装置、换热管、管板、壳体、含尘介质进口、含尘介质出口、前端管箱、非含尘介质进口、非含尘介质出口、后端管箱和排尘口组成；前端管箱箱壁和后端管箱箱壁上分别开有供前端导引器和后端导引器安装用的安装孔，前端导引器焊接于前端管箱箱壁的安装孔上，前端丝绳导引管封盖位于前端管箱箱壁外侧；后端导引器焊接于后端管箱箱壁的安装孔上，后端丝绳导引管封盖位于后端管箱箱壁外侧；在线清灰装置通过前端导引器和后端导引器安装于换热器上，在线清灰装置的金属丝绳穿过固定于前端管箱箱壁上的前端导引器进入前端管箱，穿过前端管箱进入换热管内，然后穿过换热管进入后端管箱，从固定于后端管箱箱壁上的后端导引器引出；清灰器沿金属丝绳在换热管内往复运动，实现清灰动作。

12.根据权利要求11所述的换热器，其特征在于：所述的排尘口包括前端排尘口和后端排尘口。