CN112378287A - 用于含油介质换热器的热洗装置 - Google Patents

用于含油介质换热器的热洗装置 Download PDF

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陈情来
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陈鹏
崔豫
李云
李小龙
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Abstract

本公开提供了一种用于含油介质换热器的热洗装置,属于管线设备清洗领域。所述用于含油介质换热器的热洗装置,所述热洗装置包括:控制器、加热单元、正向循环单元、反向循环单元;所述加热单元包括热洗罐,所述热洗罐的进水口用于与水源连通;所述正向循环单元包括热洗循环泵、第一循环电磁阀和第二循环电磁阀,所述反向循环单元包括第三循环电磁阀和第四循环电磁阀本公开通过该热洗装置可以解决含油介质析蜡堵塞换热器流道,致使换热器换热效果大幅下降的问题。

Description

用于含油介质换热器的热洗装置
技术领域
本公开属于管线设备清洗领域,特别涉及一种用于含油介质换热器的热洗装置。
背景技术
换热器(heat exchanger),顾名思义,就是将热流体的部分热量传递给冷流体的设备,又称热交换器。在石油行业中,换热器被广泛使用。
相关技术中,在油田余热的利用中,通过换热器对油田中的热油进行热交换时,进入到换热器中的热油温度在降低的过程中,不可避免的会出现因蜡质析出,而致使换热器流道发生堵塞的现象,极大的降低了换热器的换热效果,导致余热资源不能得到充分利用,造成了严重的浪费。为了解决换热器中流道堵塞现象,一般都是将换热器进行拆卸,然后再对拆卸后的各个部件进行清洗。
然而,对换热器进行拆卸清洗时,不仅费时费力,还会极大的增加运营成本。
发明内容
本公开实施例提供了一种用于含油介质换热器的热洗装置,可以解决含油介质析蜡堵塞换热器流道,致使换热器换热效果大幅下降的问题。所述技术方案如下:
本公开实施例提供了一种用于含油介质换热器的热洗装置,所述热洗装置包括:加热单元、正向循环单元、反向循环单元;
所述加热单元包括热洗罐,所述热洗罐的进水口用于与水源连通;
所述正向循环单元包括热洗循环泵、第一循环电磁阀和第二循环电磁阀,所述热洗循环泵的进水口与所述热洗罐的循环出水口连通,所述热洗循环泵的出水口与所述第一循环电磁阀的进水口连通,所述第一循环电磁阀的出水口与换热器的进油口连通,所述第二循环电磁阀的进水口与所述换热器的出油口连通,所述第二循环电磁阀的出水口与所述热洗罐的循环进水口连通;
所述反向循环单元包括第三循环电磁阀和第四循环电磁阀,所述第三循环电磁阀的进水口与所述热洗循环泵的出水口连通,所述第三循环电磁阀的出水口与换热器的出油口连通,所述第四循环电磁阀的进水口与所述换热器的进油口连通,所述第四循环电磁阀的出水口与所述热洗罐的循环进水口连通。
在本公开的又一种实现方式中,所述加热单元还包括电加热器,所述电加热器置于所述热洗罐内,所述电加热器用于对所述热洗罐内部液体加热。
在本公开的又一种实现方式中,所述加热单元还包括温度变送器,所述温度变送器与所述热洗罐相连,所述温度变送器用于检测所述热洗罐的内部液体的温度。
在本公开的又一种实现方式中,所述加热单元还包括排气电磁阀,所述排气电磁阀的进气口与所述热洗罐的循环进水口连通,所述排气电磁阀的出气口与外部大气连通。
在本公开的又一种实现方式中,所述加热单元还包括压力变送器,所述压力变送器与所述热洗罐相连,所述压力变送器用于检测所述热洗罐的内部压力。
在本公开的又一种实现方式中,所述热洗装置还包括排污单元,所述排污单元包括空气压缩机和排污电磁阀;
所述空气压缩机的排气口与所述换热器的进油口连通,所述排污电磁阀的进水口与所述热洗罐的排污口连通。
在本公开的又一种实现方式中,所述排污单元还包括吹扫电磁阀,所述吹扫电磁阀的进气口与所述空气压缩机排气口连通,所述吹扫电磁阀的出气口与所述换热器的进油口连通。
在本公开的又一种实现方式中,所述排污单元还包括液位开关,所述液位开关与所述热洗罐相连,所述液位开关用于检测所述热洗罐内液体的深度。
在本公开的又一种实现方式中,所述加热单元还包括安全阀,所述安全阀的进水口用于与所述热洗罐连通,所述安全阀的出水口与外部大气连通。
在本公开的又一种实现方式中,所述热洗罐的进水口处还连接有进水电磁阀,所述进水电磁阀的进水口与所述水源连通,所述进水电磁阀的出水口与所述热洗罐的进水口连通。
本公开实施例提供的技术方案带来的有益效果是:
通过本公开实施例的提供的热洗装置在对换热器进行热洗时,由于该热洗装置包括加热单元、正向循环单元、反向循环单元,该加热单元包括热洗罐,所以能够通过热洗罐为换热器的清洗提供热水源。并且,又因为该正向循环单元包括热洗循环泵、第一循环电磁阀和第二循环电磁阀,且第一循环电磁阀、第二循环电磁阀分别对应连接在换热器的汽进出油口与热洗罐的循环进出水之间,所以能够通过第一循环电磁阀、第二循环电磁阀将热洗罐与换热器之间形成正向水循环通道,最终实现热洗罐内部的液体能够在热洗循环泵的驱动下进入到换热器内部,以对换热器进行反复正向热洗。
同样的原理,由于反向循环单元包括第三循环电磁阀和第四循环电磁阀,且第三循环电磁阀和第四循环电磁阀分别对应连接在换热器的汽进出油口与热洗罐的循环进出水之间,所以能够通过第三循环电磁阀和第四循环电磁阀与换热器之间形成反向水循环通道,最终实现热热洗罐内部的液体能够在热洗循环泵得到驱动下进入到换热器内部,以对换热器进行反复反向热洗。
本公开实施例提供的热洗装置,能够将热洗罐内部的热水引入到换热器内而形成正反循环通道,以便对换热器进行正反热洗,最终使得堵塞在换热器流道中的蜡质被热水熔化而热洗,实现换热器能够进行免拆清洗,避免了拆卸过程中换热器中零件的损坏,降低了维护成本。
附图说明
为了更清楚地说明本公开实施例中的技术方案,下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍,显而易见地,下面描述中的附图仅仅是本公开的一些实施例,对于本领域普通技术人员来讲,在不付出创造性劳动的前提下,还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1是本公开实施例提供的用于含油介质换热器的热洗装置的控制原理图。
图中各符号表示含义如下:
1、加热单元;11、热洗罐;111、进水电磁阀;112、止回阀;12、电加热器;121、电加热控制箱;
13、温度变送器;14、排气电磁阀;15、压力变送器;16、安全阀;
2、正向循环单元;21、热洗循环泵;22、第一循环电磁阀;23、第二循环电磁阀;
3、反向循环单元;31、第三循环电磁阀;32、第四循环电磁阀;
4、排污单元;41、空气压缩机;42、排污电磁阀;43、吹扫电磁阀;44、液位开关;
5、控制器;
100、换热器;101、换热器的出油口;102、换热器的进油口;
200、水源;201、污水接入口。
具体实施方式
为使本公开的目的、技术方案和优点更加清楚,下面将结合附图对本公开实施方式作进一步地详细描述。
本公开实施例提供了一种用于含油介质换热器的热洗装置,如图1所示,热洗装置包括:加热单元1、正向循环单元2、反向循环单元3。
加热单元1包括热洗罐11,热洗罐11的进水口用于与水源200连通。
正向循环单元2包括热洗循环泵21、第一循环电磁阀22和第二循环电磁阀23,热洗循环泵21的进水口与热洗罐11的循环出水口连通,热洗循环泵21的出水口与第一循环电磁阀22的进水口连通,第一循环电磁阀22的出水口与换热器的进油口102连通,第二循环电磁阀23的进水口与换热器的出油口101连通,第二循环电磁阀23的出水口与热洗罐11的循环进水口连通。
反向循环单元3包括第三循环电磁阀31和第四循环电磁阀32,第三循环电磁阀31的进水口与热洗循环泵21的出水口连通,第三循环电磁阀31的出水口与换热器的出油口101连通,第四循环电磁阀32的进水口与换热器的进油口102连通,第四循环电磁阀32的出水口与热洗罐11的循环进水口连通。
通过本公开实施例的提供的热洗装置在对换热器进行热洗时,由于该热洗装置包括加热单元1、正向循环单元2、反向循环单元3,该加热单元1包括热洗罐11,所以能够通过热洗罐11为换热器的清洗提供热水源。并且,又因为该正向循环单元2包括热洗循环泵21、第一循环电磁阀22和第二循环电磁阀23,且第一循环电磁阀22、第二循环电磁阀23分别对应连接在换热器的汽进出油口与热洗罐11的循环进出水之间,所以能够通过第一循环电磁阀22、第二循环电磁阀23将热洗罐11与换热器之间形成正向水循环通道,最终实现热洗罐11内部的液体能够在热洗循环泵21的驱动下进入到换热器内部,以对换热器进行反复正向热洗。
同样的原理,由于反向循环单元3包括第三循环电磁阀31和第四循环电磁阀32,且第三循环电磁阀31和第四循环电磁阀32分别对应连接在换热器的汽进出油口与热洗罐11的循环进出水之间,所以能够通过第三循环电磁阀31和第四循环电磁阀32与换热器之间形成反向水循环通道,最终实现热热洗罐11内部的液体能够在热洗循环泵21得到驱动下进入到换热器内部,以对换热器进行反复反向热洗。
本公开实施例提供的热洗装置,能够将热洗罐11内部的热水引入到换热器内而形成正反循环通道,以便对换热器进行正反热洗,最终使得堵塞在换热器流道中的蜡质被热水熔化而热洗,实现换热器能够进行免拆清洗,避免了拆卸过程中换热器中零件的损坏,降低了维护成本。
下面继续结合图1对本公开实施例提供的热洗装置的各个单元进行详细说明。
示例性地,加热单元1还包括电加热器12,电加热器12置于热洗罐11内,电加热器12用于对热洗罐11内部液体加热。
在上述实现方式中,电加热器12能够实时对热洗罐11进行加热,保证热洗罐11内的液体能够满足实际需求。
也就是说,通过控制使得电加热器12闭合,开始对热洗罐11进行加热,当加热到一定阶段后,热洗罐11内部的水温达到上限设定值时,断开电加热器12的开关停止加热,使得热洗罐11内部的液体能够实时满足实际使用过程中所需要的温度。
示例性地,加热单元1还包括温度变送器13,温度变送器13与热洗罐11相连,温度变送器13用于检测热洗罐11的内部液体的温度。
在上述实现方式中,温度变送器13能够实时检测热洗罐11内液体的温度,并将检测结果进行记录保存。
当温度变送器13检测到热洗罐11内的水温达到下限设定值时,可以根据热洗罐11内的水温控制正向循环单元2和反向循环单元3进入正反向热洗阶段。
在加热期间,热洗罐11内的水温到上限设定值时,电加热器12断开。
示例性地,为了方便热洗装置的连接,温度变送器13连接在热洗罐11的顶部。
示例性地,加热单元1还包括排气电磁阀14,排气电磁阀14的进气口与热洗罐11的循环进水口连通,排气电磁阀14的出气口与外部大气连通。
在上述实现方式中,排气电磁阀14用于将热洗罐11与外部连通,以便能够实时调整热洗罐11的压力,比如在初始对热洗罐11进行储水时,可以先将排气电磁阀14打开,以便方便水能够顺利流入到热洗罐11的内部。
而当热洗罐11内部的充满水或者需要保持封闭时,则将排气电磁阀14关闭。
示例性地,加热单元1还包括压力变送器15,压力变送器15与热洗罐11相连,压力变送器15用于检测热洗罐11的内部压力。
在上述实现方式中,压力变送器15用于实时检测热洗罐11内部的压力,并将压力值进行就保存。
示例性地,为了方便热洗装置的连接,压力变送器15连接在热洗罐11的顶部。
本实施例中,为了方便将热洗后的液体排放出去,热洗装置还包括排污单元4,排污单元4包括空气压缩机41和排污电磁阀42。
空气压缩机41的排气口与换热器100的进油口102连通,排污电磁阀42的进水口与热洗罐11的排污口连通。
在上述实现方式中,空气压缩机41能够形成高压空气,这样便可以通过高压空气驱动热洗罐11内的污水以及换热器内的污水能够顺利排出,实现换热器热洗后的污水顺利排出。
排污电磁阀42用于连接在热洗罐11的排污口处,方便控制热洗罐11的排污口是否能与污水接入口201进行连通,以实现对热洗罐11内的排污口进行启闭控制。
示例性地,排污单元4还包括吹扫电磁阀43,吹扫电磁阀43的进气口与空气压缩机41排气口连通,吹扫电磁阀43的出气口与换热器100的进油口102连通。
在上述实现方式中,吹扫电磁阀43的设置能够灵活控制空气压缩机41是否与换热器100的进油口102连通,以实现空气压缩机41能够方便的对换热器100的进油口102进行通气。
本实施例中,为了使得方便控制空气压缩机41、排污电磁阀42和吹扫电磁阀43的关闭,排污单元4还包括液位开关44,液位开关44与热洗罐11相连,液位开关44用于检测热洗罐11内部液体的深度。
在上述实现方式中,液位开关44能够实时检测热洗罐11内部中液体的液位高度。
当液位开关44检测到热洗罐11内的液体排净后,便可根据检测结果依次关闭空气压缩机41、第四循环电磁阀32、排污电磁阀42、吹扫电磁阀43,并发出声音提醒,提示操作员整个热洗过程结束。
示例性地,为了方便热洗装置的连接,液位开关44连接在热洗罐11的底部。
示例性地,加热单元1还包括安全阀16,安全阀16的进水口用于与热洗罐11连通,安全阀16的出水口与外部大气连通。
在上述实现方式中,在加热和循环热洗的过程中,当热洗罐11内的压力超过某一限定值时,安全阀16自动开启,这样便于通过安全阀16释放热洗罐11内的压力。
示例性地,热洗罐11的进水口处还连接有进水电磁阀111,进水电磁阀111的进水口与水源200连通,进水电磁阀111的出水口与热洗罐11的进水口连通。
在上述实现方式中,进水电磁阀111用于控制热洗罐11与水源200之间的连通,以便实现对热洗罐11内加水。
本实施例中,为了防止热洗罐11内部的水会回流至水源200中,热洗罐11与进水电磁阀111之间还连接有止回阀112,止回阀112的入口与进水电磁阀111的出口连通,止回阀112的出口与热洗罐11的进水口连通。
在上述实现方式中,止回阀112的设置能够使得水源200与热洗罐11之间的水流只能是单向的,即只能是从水源200流向热洗罐11中,不能够从热洗罐11流向水源200。
本实施例中,为了方便对换热器的热洗过程进行自动控制,该热洗装置还包括控制器5,控制器5分别与第一循环电磁阀22、第二循环电磁阀23电连接,以通过控制器5自动控制第一循环电磁阀22和第二循环电磁阀23的启闭。
同样的原理,控制器5也可以与第三循环电磁阀31和第四循环电磁阀32电连接,以通过控制器5自动控制第三循环电磁阀31和第四循环电磁阀32的启闭。
示例性地,为了进一步方便控制器5也能够对电加热器12进行自动控制,电加热器12可以通过电加热控制箱121和控制器5电连接,即电加热器12内部有设有电加热控制箱121,电加热控制箱121与控制器5电连接。
本实施例中,电加热器12可以为功率为16kW的电加热器。
在上述实现方式中,电加热器12通过电加热控制箱121与控制器5电连接,能够通过控制器5自动控制电加热器12是否对热洗罐11进行加热,提高控制效率。
同样的原理,温度变送器13也可以与控制器5进行电连接,以便能够实时将检测热洗罐11内液体的温度反馈至控制器5中,这样控制器5便可以根据温度变送器13检测的温度来反过来自动控制电加热器12的启闭,进而实现该热洗装置的自动化控制。
示例性地,压力变送器15也可以与控制器5进行电连接,以便将实时检测的热洗罐11内部的压力结果反馈至控制器5中,控制器5便可以根据压力变送器15的检测压力结果来控制排气电磁阀14和进水电磁阀111的关闭,即压力过高,控制排气电磁阀14打开。
示例性地,液位开关44也可以与控制器5电信连接,以通过控制器5根据液位开关44的检测结果来控制空气压缩机41、排污电磁阀42和吹扫电磁阀43的关闭。
本实施例中,当液位开关44检测到热洗罐11内的液体排净后,便可将检测结果反馈至控制器5中,控制器5便可根据反馈的结果依次自动关闭空气压缩机41、和第四循环电磁阀32、排污电磁阀42、吹扫电磁阀43,同时也可以自带报警器,通过报警器发出声音提醒,提示操作员整个热洗过程结束。
同样的,进水电磁阀111也可以与控制器5电信连接,以通过控制器5控制进水电磁阀111。
由此可见,控制器5的布置能够对加热单元1、正向循环单元2、反向循环单元3进行自动控制,实现换热器在进行热洗过程的自动化、智能化,这样不仅快捷、便利,而且也能够降低了维修作业的人工成本,提高该热洗装置的经济效益。
示例性地,控制器5可以为自身装有编码数控程序的自动控制器或计算机等。
下面简单介绍一下热洗装置的工作过程:
比如,以80℃且含油量为2%的油田采出液与软化水通过板式换热器换热,将油田采出液温度降至39℃的过程中,板式换热器会发生板间流道堵塞情况,采用本公开的热洗装置对该板式换热器进行热洗,具体如下:
关闭采出液和软化水进出换热器管线上的阀门,将智能热洗装置通过金属软管和快速接头与换热器的出油口101的管线和换热器的进油口102的管线相连。
通过控制器5控制进水电磁阀111和排气电磁阀14自动开启,给水水源来自换热器二次侧供水管内的软化水温度为40℃,给水进入到容积为200L的热洗罐11中。
当热洗罐11内系统压力达到给水压力0.8Mpa时,进水电磁阀111和排气电磁阀14自动关闭。
此时,控制控制器5使得功率为16kW的电加热器12开始工作对热洗罐11内的水进行加热。
当水被加热至110℃时达到控制器5的温度下线设定值,热洗循环泵21、第一循环电磁阀22和第二循环电磁阀23自动开启,热洗装置对换热进行正向热洗循环。
运行10分钟后,第一循环电磁阀22和第二循环电磁阀23自动关闭,第三循环电磁阀31和第四循环电磁阀32自动开启,热洗装置对换热进行反向热洗循环。
通过以上电磁阀的切换,以此往复。在循环运行60分钟后运行到设定时间后,热洗循环结束,热洗循环泵21自动停止,第一循环电磁阀22、第二循环电磁阀23、第三循环电磁阀31、第四循环电磁阀32自动关闭。
期间,温度变送器13实时对热洗罐11内的温度进行检测,当热洗罐11内的液体温度达到120℃时,电加热器12停止对热洗罐11进行加热。
控制控制器5使得第四循环电磁阀32、排污电磁阀42和吹扫电磁阀43自动打开,且空气压缩机41启动,此时,将热洗罐11和换热器中的污水排出整个热洗装置。当液位开关44检测到热洗罐11内的污水排净后,依次关闭空气压缩机41和第四循环电磁阀32、排污电磁阀42、吹扫电磁阀43,并发出声音提醒,整个热洗过程结束。
在加热和循环热洗的过程中,当热洗罐11内的压力超过1.0MPa时,安全阀16自动开启,释放压力。
以上仅为本公开的可选实施例,并不用以限制本公开,凡在本公开的精神和原则之内,所作的任何修改、等同替换、改进等,均应包含在本公开的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种用于含油介质换热器的热洗装置,其特征在于,所述热洗装置包括:加热单元(1)、正向循环单元(2)、反向循环单元(3);
所述加热单元(1)包括热洗罐(11),所述热洗罐(11)的进水口用于与水源(200)连通;
所述正向循环单元(2)包括热洗循环泵(21)、第一循环电磁阀(22)和第二循环电磁阀(23),所述热洗循环泵(21)的进水口与所述热洗罐(11)的循环出水口连通,所述热洗循环泵(21)的出水口与所述第一循环电磁阀(22)的进水口连通,所述第一循环电磁阀(22)的出水口与换热器的进油口(102)连通,所述第二循环电磁阀(23)的进水口与所述换热器的出油口(101)连通,所述第二循环电磁阀(23)的出水口与所述热洗罐(11)的循环进水口连通;
所述反向循环单元(3)包括第三循环电磁阀(31)和第四循环电磁阀(32),所述第三循环电磁阀(31)的进水口与所述热洗循环泵(21)的出水口连通,所述第三循环电磁阀(31)的出水口与换热器的出油口(101)连通,所述第四循环电磁阀(32)的进水口与所述换热器的进油口(102)连通,所述第四循环电磁阀(32)的出水口与所述热洗罐(11)的循环进水口连通。
2.根据权利要求1所述的热洗装置,其特征在于,所述加热单元(1)还包括电加热器(12),所述电加热器(12)置于所述热洗罐(11)内,所述电加热器(12)用于对所述热洗罐(11)内部液体加热。
3.根据权利要求2所述的热洗装置,其特征在于,所述加热单元(1)还包括温度变送器(13),所述温度变送器(13)与所述热洗罐(11)相连,所述温度变送器(13)用于检测所述热洗罐(11)的内部液体的温度。
4.根据权利要求1所述的热洗装置,其特征在于,所述加热单元(1)还包括排气电磁阀(14),所述排气电磁阀(14)的进气口与所述热洗罐(11)的循环进水口连通,所述排气电磁阀(14)的出气口与外部大气连通。
5.根据权利要求4所述的热洗装置,其特征在于,所述加热单元(1)还包括压力变送器(15),所述压力变送器(15)与所述热洗罐(11)相连,所述压力变送器(15)用于检测所述热洗罐(11)的内部压力。
6.根据权利要求1所述的热洗装置,其特征在于,所述热洗装置还包括排污单元(4),所述排污单元(4)包括空气压缩机(41)和排污电磁阀(42);
所述空气压缩机(41)的排气口与所述换热器的进油口(102)连通,所述排污电磁阀(42)的进水口与所述热洗罐(11)的排污口连通。
7.根据权利要求6所述的热洗装置,其特征在于,所述排污单元(4)还包括吹扫电磁阀(43),所述吹扫电磁阀(43)的进气口与所述空气压缩机(41)排气口连通,所述吹扫电磁阀(43)的出气口与所述换热器的进油口(102)连通。
8.根据权利要求7所述的热洗装置,其特征在于,所述排污单元(4)还包括液位开关(44),所述液位开关(44)与所述热洗罐(11)相连,所述液位开关(44)用于检测所述热洗罐(11)内部液体的深度。
9.根据权利要求1-8任一项所述的热洗装置,其特征在于,所述加热单元(1)还包括安全阀(16),所述安全阀(16)的进水口用于与所述热洗罐(11)连通,所述安全阀(16)的出水口与外部大气连通。
10.根据权利要求1-8任一项所述的热洗装置,其特征在于,所述热洗罐(11)的进水口处还连接有进水电磁阀(111),所述进水电磁阀(111)的进水口与所述水源(200)连通,所述进水电磁阀(111)的出水口与所述热洗罐(11)的进水口连通。
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