CN110260708A - 一种列管式换热器壳程污垢半自动清洗设备和方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种列管式换热器壳程污垢半自动清洗设备，包括固定框架，所述固定框架内设有清洗框架，所述清洗框架内安装有多个毛刷，所述毛刷与毛刷驱动电机电性连接，通过毛刷驱动电机驱动毛刷旋转来清洗换热器壳程上的污垢。本发明采用的换热器中心部位和外部一样清洗速度快、清洗干净彻底，没有任何死角；且在清洗过程中没有危险性，一般工作人员就可以操作，劳动强度小；本发明的清洗工作效率高，每个换热器清洗过程中占有人工时间不到全过程时间的1/5；清洗过程中只产生污垢固体废物（当固废处理），不用水，基本不产生二次污染问题；本发明设备与高压水枪清洗设备相比较，成本极低，操作简单。

Description

一种列管式换热器壳程污垢半自动清洗设备和方法

技术领域

本发明涉及一种清洗设备和方法，特别是涉及一种列管式换热器壳程污垢半自动清洗设备和方法，属于机械的技术领域。

背景技术

管式换热器广泛应用于重化工、石化裂解装置、乙烯项目、电厂等领域中，换热器在运行过程壳程结垢的问题普遍存在，造成换热效率降低，不但增加能耗，而且影响生产正常进行和设备安全，因此，换热器需要定期进行清洗，清除污垢，以保持换热器的正常换热效率。

在换热器污垢清洗清除领域，除了化学清洗方法外，对于换热器壳程污垢的清除方法普遍采用人工手持高压水枪清洗的方法，该方法具有以下问题：

1)清洗过程中危险性大，为了能够有效的清除污垢，高压水枪的压力压力一般都在50MPa到200MPa之间，水枪和高压水管承受的压力极大，任何一个微小的故障点，或被返回的水流冲出的污垢尤其是油污使得现场环境恶劣而影响到工作人员，操作不慎极易造成人身伤害。

2)清洗过程中劳动强度大，对于堵塞严重的热交换器清洗，需要至少三个人操作6 米多长的高压水枪，由于工作时喷射出的高压水有较大后坐力，持枪人员不但要克服水枪的后坐力，还要对准位置，还要不停的移动，在清洗工程中始终需要人亲自操作，因此劳动强度大。

3)清洗效果不佳，列管式换热器的换热管的排列一般都比较紧密，高压水枪对换热器靠外侧的换热管的清洗效果较好，高压水枪无法伸到换热管管束的中间位置，对内部的换热管上的污垢清洗高压射流无法直接冲击管壁，清洗效果就不好，尤其是结垢严重、垢质坚硬或死角处的污垢的清洗效果就更不好。

4)清洗过程中耗水量大，形成大量的废水和含水污垢等二次污染。

5)清洗过程中，需要超高压水泵和配套设备，设备价格昂贵；需要经过专门培训的专业人员操作。一般的生产企业没有能力配备高压清洗设备和人员，需要外委第三方专业队伍清洗，由于需要办理各种入厂流程，造成清洗时间拖延和费用升高。

发明内容

本发明的目的是提供一种具有快速彻底清除列管换热器壳程的各种污垢，而且没有危险性、劳动强度小、设备费用低的一种列管式换热器壳程污垢半自动清洗设备、安装步骤和其操作方法。

为了实现上述目的，本发明采用了如下技术方案：

一种列管式换热器壳程污垢半自动清洗设备，包括固定框架，所述固定框架内设有清洗框架，所述清洗框架内安装有多个毛刷，所述毛刷与毛刷驱动电机电性连接，通过毛刷驱动电机驱动毛刷旋转来清洗换热器壳程上的污垢。

优选地，所述清洗框架的两侧分别设有横向驱动装置，所述横向驱动装置与固定框架固定，所述横向驱动装置内设有丝杠滑动机构，所述丝杠滑动机构上的丝杆与清洗框架连接，所述丝杠滑动机构通过设在横向驱动装置上的横向驱动电机控制驱动，所述横向驱动电机控制清洗框架在横向驱动装置上做横向滑动。

优选地，所述清洗框架包括内框，所述内框的框架内设有转动丝杆和转角齿轮，所述转动丝杆与转角齿轮相接，转角齿轮与毛刷驱动电机驱动连接，所述毛刷与内框内的转动丝杆连接，通过毛刷驱动电机驱动驱动转动丝杆在转角齿轮上转动并带动转动丝杆上连接的毛刷旋转。

优选地，所述清洗框架还包括外框，所述内框设置在外框内，所述内框的外框架与外框的内框架之间留有间距，所述内框与外框之间设有上下驱动电机，通过上下驱动电机驱动内框在所述间距内上下滑动。

优选地，所述内框的上下横梁通过定位柱设置在外框的上下横梁内，所述内框通过定位柱在外框的定位孔内上下滑动。

优选地，所述内框的左右竖梁和外框的左右竖梁之间设有滑动槽，所述内框通过该滑动槽在外框的内部上下滑动。

优选地，所述毛刷的刷杆直径小于换热器的列管之间距离的1/3。

优选地，所述固定架包括两个固定框和横向固定梁，所述两个固定框分别设在清洗框架的前后，所述横向固定梁与清洗框架连接，所述清洗框架的两侧分别通过横向驱动装置与前后两个固定框连接。

本发明还提供了一种列管式换热器壳程污垢半自动清洗设备的安装步骤，步骤如下：

S1: 首先旋转需要清洗的换热器，使换热管之间的均匀缝隙呈竖直方向；列管换热器的管程都有折流板，这样就把换热器的换热管隔离成了几个区间；

S2: 选定其中一个区间，用人工方法将毛刷分别穿进换热管之间，将毛刷杆的两端分别与内框上下横梁连接，然后安装内框的左右竖梁并锁紧，组成内框；

S3: 将外框的上下横梁对准内框上的定位柱，再安装外框的左右竖梁，再安装毛刷驱动电机和上下驱动电机；毛刷驱动电机与内框内的转动丝杆连接并安装在外框的左右竖梁外，上下驱动电机安装在内框的上下横梁外；

S4: 将横向驱动装置和横向固定梁分别安装在外框的左右竖梁外，再将横向驱动装置和横向固定梁与固定框连接锁紧，最后将横向驱动电机安装在横向驱动装置上。

本发明还提供了一种列管式换热器壳程污垢半自动清洗方法，步骤如下：

S1: 将毛刷驱动电机、上下驱动电机、横向驱动电机通电后，毛刷驱动电机带动毛刷高速旋转，上下驱动电机带动毛刷上下滑动，横向驱动电机带动毛刷左右移动；

S2:波浪形状的毛刷在高速旋转和上下移动过程中，快速清除局部换热管外壁的污垢，并在左右移动过程中可以清除本区间的污垢。

本发明采用的换热器中心部位和外部一样清洗速度快、清洗干净彻底，没有任何死角；且在清洗过程中没有危险性，一般工作人员就可以操作，劳动强度小；本发明的清洗工作效率高，每个换热器清洗过程中占有人工时间不到全过程时间的1/5；清洗过程中只产生污垢固体废物（当固废处理），不用水，基本不产生二次污染问题；本发明设备与高压水枪清洗设备相比较，成本极低，操作简单。

附图说明

图1为本发明提出的一种列管式换热器壳程污垢半自动清洗设备的立体结构示意图；

图2为本发明提出的一种列管式换热器壳程污垢半自动清洗设备与列管换热器使用时的立体结构示意图；

图3为本发明提出的一种列管式换热器壳程污垢半自动清洗设备与列管换热器使用时的正视结构示意图。

图中标号：

1、毛刷；2、内框；3、毛刷驱动电机；4、外框；5、定位柱；6、上下驱动电机；7、横向驱动装置；8、两端固定框；9、横向固定梁；10、横向驱动电机。

具体实施方式

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，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。

如图1所示，为本发明提供的一种列管式换热器壳程污垢半自动清洗设备，包括毛刷1、内框2、毛刷驱动电机3、外框4、定位柱5、上下驱动电机6、横向驱动装置7、两端固定框8、横向固定梁9、横向驱动电机10。

内框2由上下横梁和左右竖梁构成，其中在内框2的上下横梁内部设有转动丝杠和转角齿轮，在上下横梁外部设有快装夹具，并对应连接于转角齿轮上。在内框2的上下横梁的外侧设置有毛刷驱动电机3和内部设有转动丝杠连接；内框2内安装有多个毛刷1，多个毛刷1的两端垂直安装内框2的上下横梁之间，安装采用快装夹具相连接，毛刷1与毛刷驱动电机3电性连接，通过毛刷驱动电机3驱动毛刷1旋转来清洗换热器壳程上的污垢。

外框4有上下横梁和左右竖梁构成。在外框4的上下横梁上设置有定位孔，和内框2上下横梁上的定位柱5相互配合，定位柱5可以在定位孔内上下滑动；外框4的一侧竖梁上设置有开口，用来安装毛刷驱动电机3。

内框2设置在外框4内，内框2的外框架与外框4的内框架之间留有间距，内框2上下横梁上面靠边位置与外框4之间分布设置有四个定位柱5，内框2通过定位柱5在外框4的定位孔内上下滑动；也可以在内框2和外框4的左右竖梁之间设置滑动槽进行定位，也能够保证内框2镶嵌在外框4的内部上下滑动。这样就可以取消定位柱5和定位孔的设置；内框2与外框4之间设有上下驱动电机6和相应的连接机构，通过上下驱动电机6驱动内框2在定位柱5上或滑动槽内上下滑动。

外框4左右竖梁的外侧上部分通过滑道分别连接有横向固定梁9，外框4在横向固定梁9的滑道中可以前后移动；外框4前后外侧中部分别设置有横向驱动装置7，该装置内部设置有丝杠滑动机构，丝杠滑动机构和外框4连接；横向驱动装置7的外面连接设置有横向驱动电机10，横向驱动电机10与丝杆滑动机构的丝杠连接，用来驱动外框4前后移动；外框4的前后分别设置有两个固定框8，外框4通过横向驱动装置7和横向固定梁9与前后两个固定框8连接，横向横向驱动电机10驱动外框4在两个固定框8之间的横向固定梁9上进行前后移动。

毛刷1的结构形式和被清洗换热器的具体情况相适应，其中毛刷1的刷毛有多种材质和结构形式，例如有弹性金属刷毛和弹性金属刷片，还有弹性非金属材质的刷毛和刷片，还分为长刷毛和刷片及短刷毛和刷片，其中还分为硬质的和软质的。毛刷1的刷杆的直径要小于列管之间距离的1/3，刷杆具有一定的柔性和旋转强度。毛刷1的整体特征呈波浪形状，波浪的大小和换热管的外径相适应，由于毛刷1是波浪形状的，在一次性污垢清洗过程中就可以清洗到换热管70%以上的表面积。

本发明的一种列管式换热器壳程污垢半自动清洗设备，安装步骤如下：

S1: 首先旋转需要清洗的换热器，使换热管之间的均匀缝隙呈竖直方向；列管换热器的管程都有折流板，这样就把换热器的换热管隔离成了几个区间；

S2: 选定其中一个区间，用人工方法将毛刷1分别穿进换热管之间，将毛刷1杆的两端分别与内框2上下横梁连接，然后安装内框2的左右竖梁并锁紧，组成内框2；

S3: 将外框4的上下横梁对准内框2上的定位柱5，再安装外框4的左右竖梁，再安装毛刷驱动电机3和上下驱动电机6；毛刷驱动电机3与内框2内的转动丝杆连接并安装在外框4的左右竖梁外，上下驱动电机6安装在内框2的上下横梁外；

S4: 将横向驱动装置7和横向固定梁9分别安装在外框4的左右竖梁外，再将横向驱动装置7和横向固定梁9与固定框8连接锁紧，最后将横向驱动电机10安装在横向驱动装置7上。

如图2和图3所示，为本发明提供的一种列管式换热器壳程污垢半自动清洗方法，步骤如下：

S1: 将毛刷驱动电机3、上下驱动电机6、横向驱动电机10通电后，毛刷驱动电机3带动毛刷1高速旋转，上下驱动电机6带动毛刷1上下滑动，横向驱动电机10带动毛刷1左右移动；

S2:波浪形状的毛刷1在高速旋转和上下移动过程中，快速清除局部换热管外壁的污垢，并在左右移动过程中可以清除本区间的污垢。

进一步，当换热管外面结垢严重并堵塞时，先用短毛硬金属毛刷，再用金属长毛刷，最后再用非金属毛刷进行抛光。

本发明的框架和横梁等连接部位都设计为快装机构，以方便包装运输和现场应用。本发明可以将多套清洗设备同时应用在同一个换热器上，可以提高清洗的速度，缩短清洗时间；或当换热器该方向的换热管缝隙的污垢清洗完毕后，可以旋转换热器，再用上述同样的方法重新安装本发明设备进行清洗；也可以不旋转换热器，在本发明设备上增加旋转装置，根据换热器的位置来调整本发明设备的角度，来安装毛刷，这种方法可以做到在一个区间内安装2套本发明设备，对换热管进行交叉清洗，提高清洗速度；本发明申请中的毛刷驱动电机3、上下驱动电机6、横向驱动电机10的转速可以调整，以达到不同的清洗速度和清洗效果。

本发明采用的换热器中心部位和外部一样清洗速度快、清洗干净彻底，没有任何死角；且在清洗过程中没有危险性，一般工作人员就可以操作，劳动强度小；本发明的清洗工作效率高，每个换热器清洗过程中占有人工时间不到全过程时间的1/5；清洗过程中只产生污垢固体废物（当固废处理），不用水，基本不产生二次污染问题；本发明设备与高压水枪清洗设备相比较，成本极低，操作简单。

在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、 “右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”、“ 顺时针”、“逆时针”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设备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”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本发明的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。

以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，根据本发明的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种列管式换热器壳程污垢半自动清洗设备，包括固定框架，所述固定框架内设有清洗框架，其特征在于，所述清洗框架内安装有多个毛刷（1），所述毛刷（1）与毛刷驱动电机（3）电性连接，通过毛刷驱动电机（3）驱动毛刷（1）旋转来清洗换热器壳程上的污垢。

2.根据权利要求1所述的一种列管式换热器壳程污垢半自动清洗设备，其特征在于，所述清洗框架的两侧分别设有横向驱动装置（7），所述横向驱动装置（7）与固定框架固定，所述横向驱动装置（7）内设有丝杠滑动机构，所述丝杠滑动机构上的丝杆与清洗框架连接，所述丝杠滑动机构通过设在横向驱动装置（7）上的横向驱动电机（10）控制驱动，所述横向驱动电机（10）控制清洗框架在横向驱动装置（7）上做横向滑动。

3.根据权利要求1所述的一种列管式换热器壳程污垢半自动清洗设备，其特征在于，所述清洗框架包括内框（2），所述内框（2）的框架内设有转动丝杆和转角齿轮，所述转动丝杆与转角齿轮相接，转角齿轮与毛刷驱动电机（3）驱动连接，所述毛刷（1）与内框（2）内的转动丝杆连接，通过毛刷驱动电机（3）驱动驱动转动丝杆在转角齿轮上转动并带动转动丝杆上连接的毛刷（1）旋转。

4.根据权利要求3所述的一种列管式换热器壳程污垢半自动清洗设备，其特征在于，所述清洗框架还包括外框（4），所述内框（2）设置在外框（4）内，所述内框（2）的外框架与外框（4）的内框架之间留有间距，所述内框（2）与外框（4）之间设有上下驱动电机（6），通过上下驱动电机（6）驱动内框（2）在所述间距内上下滑动。

5.根据权利要求4所述的一种列管式换热器壳程污垢半自动清洗设备，其特征在于，所述内框（2）的上下横梁通过定位柱（5）设置在外框（4）的上下横梁内，所述内框（2）通过定位柱（5）在外框（4）的定位孔内上下滑动。

6.根据权利要求4所述的一种列管式换热器壳程污垢半自动清洗设备，其特征在于，所述内框（2）的左右竖梁和外框（4）的左右竖梁之间设有滑动槽，所述内框（2）通过该滑动槽在外框（4）的内部上下滑动。

7.根据权利要求1所述的一种列管式换热器壳程污垢半自动清洗设备，其特征在于，所述毛刷（1）的刷杆直径小于换热器的列管之间距离的1/3。

8.根据权利要求1所述的一种列管式换热器壳程污垢半自动清洗设备，其特征在于，所述固定架包括两个固定框（8）和横向固定梁（9），所述两个固定框（8）分别设在清洗框架的前后，所述横向固定梁（9）与清洗框架连接，所述清洗框架的两侧分别通过横向驱动装置（7）与前后两个固定框（8）连接。

9.一种列管式换热器壳程污垢半自动清洗设备，其特征在于，安装步骤如下：

S1: 首先旋转需要清洗的换热器，使换热管之间的均匀缝隙呈竖直方向；列管换热器的管程都有折流板，这样就把换热器的换热管隔离成了几个区间；

S2: 选定其中一个区间，用人工方法将毛刷（1）分别穿进换热管之间，将毛刷（1）杆的两端分别与内框（2）上下横梁连接，然后安装内框（2）的左右竖梁并锁紧，组成内框（2）；

S3: 将外框（4）的上下横梁对准内框（2）上的定位柱（5），再安装外框（4）的左右竖梁，再安装毛刷驱动电机（3）和上下驱动电机（6）；毛刷驱动电机（3）与内框（2）内的转动丝杆连接并安装在外框（4）的左右竖梁外，上下驱动电机（6）安装在内框（2）的上下横梁外；

S4: 将横向驱动装置（7）和横向固定梁（9）分别安装在外框（4）的左右竖梁外，再将横向驱动装置（7）和横向固定梁（9）与固定框（8）连接锁紧，最后将横向驱动电机（10）安装在横向驱动装置（7）上。

10.一种列管式换热器壳程污垢半自动清洗方法，其特征在于，步骤如下：

S1: 将毛刷驱动电机（3）、上下驱动电机（6）、横向驱动电机（10）通电后，毛刷驱动电机（3）带动毛刷（1）高速旋转，上下驱动电机（6）带动毛刷（1）上下滑动，横向驱动电机（10）带动毛刷（1）左右移动；

S2:波浪形状的毛刷（1）在高速旋转和上下移动过程中，快速清除局部换热管外壁的污垢，并在左右移动过程中可以清除本区间的污垢。