CN109357566B - 列管式换热器高效清洗设备及清洗方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及的列管式换热器高效清洗设备及清洗方法，包括壳程清理装置和管程清理装置；数个壳程清洗球通过壳程进出口放入到被清洗的列管式换热器的内部壳程空间中，还包括气动推流装置和管程清洗球，管程清洗球被放置在列管内，两个电磁换向阀互动切换，两个气囊相互变化推动管程清洗球在列管内左右移动进行清理工作，通过本技术方案，可针对列管式换热器的管程和壳程分别进行清理，与现有技术相比，大大减少耗水量，操作方便，清洗设备可重复使用，并且不会对列管式换热器造成腐蚀以及机械磨损，清洗时间短，可快速复工。

Description

列管式换热器高效清洗设备及清洗方法

技术领域

本发明涉及一种设备清洗，特别是涉及一种列管式换热器高效清洗设备和清洗方法。

背景技术

在现有设备中换热器是一种结构紧凑高效的换热设备,是实现加热、冷却、热回收、快速灭菌等用途的常用设备。

但是,在现有技术中，由于换热器长期运行,用来冷却或加热，由于工艺介质本身性质的差异经常导致换热器结垢已成必然现象,造成换热器换热效率降低,从而影响生产的正常进行和设备的安全，因此,换热器需要定期进行清洗,除掉污垢,以保证换热器的高效换热和生产的正常进行。

在现有技术中，列管式换热器是化工生产中应用最广泛，最典型的列管式换热器，它主要由壳体、管束、管板、折流挡板和封头组成；其优点是单位体积设备所提供的传热面积大，传热效果好，结构简单，操作弹性大，可用多种材料制造；但换热器在使用过程中，污垢沉积物会不可避免地出现在传热表面，而形成结垢现象，污垢沉积物热阻较高，大大降低了传热速率; 同时由于结垢减小了流道面积，介质流动阻力增大，能耗增加。

现有技术中，对换热器的清洗大致可分为化学清洗和物理清洗两大类。

A.化学清洗是通过化学清洗液产生某种化学反应，使换热器传热管表面的水垢和其他沉积物溶解、脱落或剥离，化学清洗不需要拆开换热器，简化了清洗过程，也减轻了清洗的劳动程度，但是缺点是化学清洗液选择不当时，会对清洗物基体腐蚀破坏，造成损失，并且化学反应时间长，效率低。

B.物理清洗是借助各种机械外力和能量使污垢粉碎、分离并剥离离开物体表面，从而达到清洗的效果。物理清洗方式都有一个共同点：高效、无腐蚀、安全、环保，但是其缺点是在清洗结构复杂的设备内部时其作用力有时不能均匀达到所有部位而出现“死角”，并易对管壁造成磨损，并且耗水量大。

如图1所示，所述列管式换热器由换热器壳体1、法兰盘2、列管3和壳程进出口4构成，壳体1为圆桶装，壳体1两端分别与法兰盘2相连，壳体1内沿壳体1轴向设置有诺干根列管3，列管3两端分别与相对应的法兰盘2相连通，壳程进出口4分别设置在壳体1两端内侧的圆弧表面上，为了提高换热效率，增加烟气在换热器内的停留时间，增加换热时间，有很多换热器内的壳程中设置导流板5。

发明内容

有鉴于此，本发明的主要目的在于提供一种高效列管式换热器清洗设备和清洗方法，通过本技术方案，不会对换热器集体造成腐蚀以及机械磨损，清洗时间短，效率高，耗水量小。

为了达到上述目的，本发明的技术方案是这样实现的。

一种列管式换热器高效清洗设备，包括被清洗的列管式换热器，包括壳程清理装置和管程清理装置；壳程清理装置包括滚动装置和壳程清洗球，所述滚动装置由机架、主动辊、从动辊、辊轴支承座和驱动机构构成，所述机架两侧分别呈U字型支架，两个U字型支架底部相连为一体，辊轴支承座分别设置在两个U字型支架的上端上，主动辊和从动辊的两端分别沿机架纵向设置在所对应的辊轴支承座中，驱动机构设置在机架底部上，驱动机构的动力输出端与主动辊的一端相连；被清洗的列管式换热器的壳体圆弧表面沿纵向放置在主动辊和从动辊上，数个壳程清洗球通过壳程进出口放入到被清洗的列管式换热器的内部壳程空间中；

管程清理装置包括气动推流装置和管程清洗球，所述气动推流装置由气压源、电磁换向阀、胶塞、通气管和气囊构成，胶塞中心设置有通气管，通气管外侧端经电磁换向阀与气压源相连，气囊与通气管内侧端相连；在作业时，胶塞旋塞固定在被清洗的列管式换热器的列管两端，管程清洗球被放置在列管内，两个电磁换向阀互动切换，两个气囊相互变化推动管程清洗球在列管内左右移动进行清理工作。

作为进一步的技术方案，所述壳程清洗球由壳程球体、吸铁层和刷毛层构成，所述吸铁层包覆固定在壳程球体外侧，刷毛层固定在吸铁层外侧面上；所述管程清洗球由管程球体、吸铁层和胶粒层构成，所述吸铁层包覆固定在管程球体外侧，胶粒层固定在吸铁层外侧。

作为进一步的技术方案，还包括机架调节机构，所述机架调节机构由调节螺栓和固定螺母构成，所述机架底板一侧设置有一个以上的工作孔，固定螺母固定安装在所对应工作孔上端的机架底板上，调节螺栓旋装在固定螺母上。

一种列管式换热器高效清洗方法，将换热器放置在主动辊和从动辊上，换热器壳体与主动辊、从动辊平行，通过换热器壳体上壳程进出口放入若干壳程清洗球，然后将换热器壳体上壳程进出口封堵，驱动机构驱动主动辊转动，主动辊带动换热器壳体旋转，从动辊起到支撑与稳定的作用，壳程清洗球与换热器壳体内壁及列管外壁不断碰撞摩擦，将附着在换热器壳体内壁及换热器壳体内列管外壁上的烟灰污垢刷掉；

作为进一步的技术方案，将换热器放置在主动辊和从动辊上，换热器壳体与主动辊、从动辊平行，将列管内放入管程清洗球，然后将其中一个胶塞封堵列管一端，向列管内注入清洗液，然后快速用另一胶塞封堵列管另一端，通过气压源经电磁换向阀分别交替向两个气囊内通气，其中一个气囊膨胀时，另一个气囊收缩，两气囊的交替收缩膨胀带动列管内的清洗液来回流动，对管壁进行冲刷，同时也带动管程清洗球对列管的管壁进行摩擦清洁，利用气囊推动不会引起换热器列管内气压的较大变化，气压过大会有将胶塞弹出的风险，清洗过程中可以缓慢旋转换热器，可以使得管程清洗球与管壁充分接触，提高管程清洗球的清洗效果。

采用上述技术方案后的有益效果是，一种列管式换热器高效清洗设备和清洗方法，通过本技术方案，可针对列管式换热器的管程和壳程分别进行清理，与现有技术相比，大大减少耗水量，操作方便，清洗设备可重复使用，并且不会对列管式换热器造成腐蚀以及机械磨损，清洗时间短，可快速复工。

附图说明

图1为现有技术中列管式换热器的结构示意图。

图2本发明中壳程清洗状态示意图。

图3为图2的截面剖视图。

图4为本发明中管程清洗状态示意图。

图5为本发明中壳程清洗球结构示意图。

图6为本发明中管程清洗球结构示意图。

图中，1换热器壳体、2法兰盘、3列管、4壳程进出口、5导流板、6壳程清洗球、7机架、8主动辊、9从动辊、10辊轴支承座、11驱动机构、12管程清洗球、13气压源、14电磁换向阀、15胶塞、16通气管、17气囊、18壳程球体、19吸铁层、20刷毛层、21管程球体、22胶粒层、23调节螺栓、24固定螺母、25工作孔。

具体实施方式

下面结合附图对本发明的实施例做进一步描述：

如图2-图6所示，本发明涉及的列管式换热器高效清洗设备，包括被清洗的列管式换热器，包括壳程清理装置和管程清理装置；

壳程清理装置包括滚动装置和壳程清洗球，所述滚动装置由机架7、主动辊8、从动辊9、辊轴支承座10和驱动机构11构成，所述机架7两侧分别呈U字型支架，两个U字型支架底部相连为一体，辊轴支承座10分别设置在两个U字型支架的上端上，主动辊8和从动辊9的两端分别沿机架7纵向设置在所对应的辊轴支承座10中，驱动机构11设置在机架7底部上，驱动机构11的动力输出端与主动辊8的一端相连；被清洗的列管式换热器的壳体圆弧表面沿纵向放置在主动辊8和从动辊9上，数个壳程清洗球6通过壳程进出口4放入到被清洗的列管式换热器的内部壳程空间中；

管程清理装置包括气动推流装置和管程清洗球12，所述气动推流装置由气压源13、电磁换向阀14、胶塞15、通气管16和气囊17构成，胶塞15中心设置有通气管16，通气管16外侧端经电磁换向阀14与气压源13相连，气囊17与通气管16内侧端相连；在作业时，胶塞15旋塞固定在被清洗的列管式换热器的列管3两端，管程清洗球12被放置在列管3内，两个电磁换向阀14互动切换，两个气囊17相互变化推动管程清洗球12在列管内左右移动进行清理工作。

作为进一步的实施例，所述壳程清洗球6由壳程球体18、吸铁层19和刷毛层20构成，所述吸铁层19包覆固定在壳程球体18外侧，刷毛层20固定在吸铁层19外侧面上；所述管程清洗球12由管程球体21、吸铁层19和胶粒层22构成，所述吸铁层19包覆固定在管程球体21外侧，胶粒层22固定在吸铁层19外侧。

作为进一步的实施例，还包括机架调节机构，所述机架调节机构由调节螺栓23和固定螺母24构成，所述机架7底板一侧设置有一个以上的工作孔25，固定螺母24固定安装在所对应工作孔25上端的机架7底板上，调节螺栓23旋装在固定螺母24上。

本发明涉及的列管式换热器高效清洗方法，将换热器放置在主动辊8和从动辊9上，换热器壳体1与主动辊8、从动辊9平行，通过换热器壳体1上壳程进出口4放入若干壳程清洗球6，然后将换热器壳体1上壳程进出口4封堵，驱动机构驱动主动辊8转动，主动辊8带动换热器壳体1旋转，从动辊9起到支撑与稳定的作用，壳程清洗球6与换热器壳体1内壁及列管3外壁不断碰撞摩擦，将附着在换热器壳体1内壁及换热器壳体1内列管3外壁上的烟灰污垢刷掉。

本发明涉及的列管式换热器高效清洗方法，将换热器放置在主动辊8和从动辊9上，换热器壳体1与主动辊8、从动辊9平行，将列管3内放入管程清洗球12，然后将其中一个胶塞15封堵列管3一端，向列管3内注入清洗液，然后快速用另一胶塞15封堵列管3另一端，通过气压源13经电磁换向阀14分别交替向两个气囊17内通气，其中一个气囊17膨胀时，另一个气囊17收缩，两气囊17的交替收缩膨胀带动列管内的清洗液来回流动，对管壁进行冲刷，同时也带动管程清洗球12对列管3的管壁进行摩擦清洁，利用气囊17推动不会引起列管3内气压的较大变化，气压过大会将胶塞15弹出的风险，清洗过程中可以缓慢旋转换热器，可以使得管程清洗球12与列管3内管壁充分接触，提高管程清洗球的清洗效果。

本发明中的壳程清洗球6的制作方法是：壳程球体18为胶球，在壳程球体18表面喷胶后在盛有铁屑的容器内翻滚，使得铁屑粘在胶球表面，待胶干燥后放入加磁器内加磁，使得铁屑形成带有磁性的吸铁层19，然后再次喷胶，在盛有刷毛的容器内翻滚，使得刷毛粘附在胶球上形成刷毛层20。

本发明中的管程清洗球12的制作方法是：管程球体21为胶体，管程球体21外表面上包覆吸铁层19，吸铁层19上固定胶粒22，吸铁层19对铁质的列管3内壁有一定吸附作用，使得壳程清洗球12更贴近列管3内壁，提高管程清洗球21与列管3内壁的接触概率，增加清洁效果，提高清洁效率，同时胶粒对列管3内壁上的结垢进行刮擦，清理效果好，不会划伤管壁。

本发明在进行壳程清理工作时，将被清洗的列管式换热器放置在主动辊8和从动辊9上，列管式换热器与主动辊8和从动辊9平行，通过列管式换热器的壳程进出口4放入若干壳程清洗球6，然后将列管式换热器的壳程进出口4封堵，驱动机构11驱动主动辊8转动，主动辊8带动列管式换热器旋转，从动辊9起到支撑与稳定的作用，壳程清洗球6与列管式换热器的换热器壳体1内壁及列管3的外壁不断碰撞摩擦，将附着在其上面的烟灰污垢刷掉；不仅如此，很多列管式换热器内都存在导流板5，导流板5会增加烟气在列管式换热器内的停留时间，增加换热时间，列管式换热器在旋转时，壳程清洗球6会从导流板5与换热器壳体1之间的空隙通过，使得相邻两个导流板5之间的都具有一定数量的壳程清洗球6进行清洗工作。

驱动机构11在工作过程中，可通过控制电路改变驱动机构11的转速，并根据需要进行高转速与低转速交替变化，正转与反转交替变化，用以增大壳程清洗球6不规则运动的概率，进而使得每根列管3都能与壳程清洗球6接触，提高清洗效果。

本发明在进行管程清理工作时，在列管3内放入管程清洗球和清洗液，通过气压源13向两个气囊内通气，电磁换向阀14交替变化，在其中一个气囊17膨胀时，另一个气囊17收缩，两气囊17的交替收缩膨胀带动列管3内的清洗液来回流动，对列管3内管壁进行冲刷，同时也带动管程清洗球12对列管3管壁进行摩擦清洁；利用气囊17推动不会引起列管3内气压的较大变化，气压过高会将胶塞15弹出的风险；清洗过程中可以缓慢旋转列管式换热器，可以使得管程清洗球12与列管3管壁充分接触，提高管程清洗球12的清洗效果。

当回收壳程清洗球6时，机架调节机构的机架7底部旋转固定螺母中的调节螺栓23，调节螺栓23穿过工作孔25抵压在地面上，将机架7一侧抬高，打开壳程进出口4，壳程清洗球6在重力作用下随倾斜的换热器壳体1向列管式换热器低位滚动，最终从壳程进出口4掉出，刷落的污垢也将随之一起掉出。

本发明中胶塞15呈锥台状，其外围设置螺纹，旋转封堵列管3不仅省力而且可以提高密封性，胶塞15外端固定旋盘，便于工人手动旋转。

对壳程清洗球6和管程清洗球12进行加磁器的加磁时给铁屑增加少量磁性，避免胶球吸附在一起，使用铁屑进行加磁也是因为铁屑加磁量有限，且磁极不整齐，避免相互吸引成块.。

以上所述，仅为本发明的较佳可行实施例而已，并非用以限定本发明的范围。

Claims (2)

1.一种列管式换热器高效清洗设备，包括被清洗的列管式换热器，其特征在于：包括壳程清理装置、管程清理装置及机架调节机构；

壳程清理装置包括滚动装置和壳程清洗球，所述滚动装置由机架、主动辊、从动辊、辊轴支承座和驱动机构构成，所述机架两侧分别呈U字型支架，两个U字型支架底部相连为一体，辊轴支承座分别设置在两个U字型支架的上端上，主动辊和从动辊的两端分别沿机架纵向设置在所对应的辊轴支承座中，驱动机构设置在机架底部上，驱动机构的动力输出端与主动辊的一端相连；被清洗的列管式换热器的壳体圆弧表面沿纵向放置在主动辊和从动辊上，数个壳程清洗球通过壳程进出口放入到被清洗的列管式换热器的内部壳程空间中；

管程清理装置包括气动推流装置和管程清洗球，所述气动推流装置由气压源、电磁换向阀、胶塞、通气管和气囊构成，胶塞中心设置有通气管，通气管外侧端经电磁换向阀与气压源相连，气囊与通气管内侧端相连；在作业时，胶塞旋塞固定在被清洗的列管式换热器的列管两端，管程清洗球被放置在列管内，两个电磁换向阀互动切换，两个气囊相互变化推动管程清洗球在列管内左右移动进行清理工作；所述壳程清洗球由壳程球体、吸铁层和刷毛层构成，所述吸铁层包覆固定在壳程球体外侧，刷毛层固定在吸铁层外侧面上；所述管程清洗球由管程球体、吸铁层和胶粒层构成，所述吸铁层包覆固定在管程球体外侧，胶粒层固定在吸铁层外侧；所述机架调节机构由调节螺栓和固定螺母构成，所述机架底板一侧设置有一个以上的工作孔，固定螺母固定安装在所对应工作孔上端的机架底板上，调节螺栓旋装在固定螺母上。

2.一种列管式换热器高效清洗方法，其特征在于，将换热器放置在主动辊和从动辊上，换热器壳体与主动辊、从动辊平行，将列管内放入管程清洗球，然后将其中一个胶塞封堵列管一端，向列管内注入清洗液，然后快速用另一胶塞封堵列管另一端，通过气压源经电磁换向阀分别交替向两个气囊内通气，其中一个气囊膨胀时，另一个气囊收缩，两气囊的交替收缩膨胀带动列管内的清洗液来回流动，对管壁进行冲刷，同时也带动管程清洗球对列管管壁进行摩擦清洁，利用气囊推动不会引起列管内气压的较大变化，气压过大会有将胶塞弹出的风险，清洗过程中缓慢旋转换热器，使得管程清洗球与列管管壁充分接触，提高管程清洗球的清洗效果。