CN217953222U - 一种采用蒸汽加热清理管程凝聚物的氮气冷却换热器 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种采用蒸汽加热清理管程凝聚物的氮气冷却换热器，包括壳体，其内部设置多个列管、拉杆和折流板，列管两端通过列管管板固定，拉杆上端与列管管板固定，另一端穿过折流板，且与其固定，折流板固定于壳体内壁上；壳体顶部设置氮气入口，氮气入口与氮气入口管道通过管路连通；壳体底部设置氮气出口，氮气出口与氮气出口管道通过管路连通；壳体下部侧壁设置壳程介质下管道，壳体上部侧壁设置壳程介质上管道。本实用新型清理过程不接触外界环境，蒸汽不进入管程，避免了冷却段切片含水率的升高，消除了拆卸过程中存在的安全隐患，保证了产品质量，清理过程中切换至备台运行，节省了大量停车时间，产能提高，经济安全。
Description
技术领域
本实用新型属于换热器领域，具体涉及一种采用蒸汽加热清理管程凝聚物的氮气冷却换热器。
背景技术
高粘度尼龙6采用固相增粘系统生产，用常规粘度的尼龙切片作为原料，在主反应塔内进行高温固相缩聚，提高产品粘度。反应塔为加热段与冷却段一体式，塔内上段为加热段，下段为冷却段，其过程是利用高温循环氮气加热反应物，并在低温氮气环境下，将切片冷却后，输送包装。所以在冷却过程中的列管式氮气冷却换热器，采用冷却水作为冷却介质在壳程中循环，与管程中循环的氮气进行热交换，能够提高换热效率，将氮气快速冷却，从而降低塔内切片温度，起到至关重要的作用。
但在生产运行中，缩聚过程中产生的低聚物单体被循环氮气带入冷却换热器管程中，低聚物单体遇冷凝结析出，形成晶体附着于列管管壁，随着固相增粘的连续反应进行，在列管中不断凝结积聚，堵塞列管，导致氮气循环不畅，冷却效果降低，同时增加了氮气循环风机运行负荷，严重影响生产运行的稳定性，造成产品质量波动。
为保证生产持续运行，须定期清理氮气冷却换热器，常规方法须临时停车，拆除氮气进气管道，向列管内部通入高温蒸汽进行清理，低聚物单体融化退落后，才可恢复生产，且冷却段无喷淋除水装置，外来蒸汽冷凝后的水分无法除去，进入冷却系统造成产品含水率增加，且堵塞状况频繁发生，清理工作量巨大，影响正常生产和产品质量，现场清理需要搭设特种装备，劳动过程存在安全隐患，氮气冷却换热器的清理难题亟需解决。
实用新型内容
本实用新型是为了克服现有技术中存在的缺点而提出的，其目的是提供一种采用蒸汽加热清理管程凝聚物的氮气冷却换热器。
本实用新型是通过以下技术方案实现的：
一种采用蒸汽加热清理管程凝聚物的氮气冷却换热器，包括上下分别设置上封头和下封头的壳体，壳体内部设置多个列管，列管两端通过列管管板固定，壳体内部设置有多个拉杆和多个折流板，拉杆上端与列管管板固定，另一端穿过折流板，且与其固定，折流板固定于壳体内壁上；所述壳体的上封头顶部设置氮气入口，氮气入口与氮气入口管道通过管路连通；所述壳体的下封头底部设置氮气出口，氮气出口与氮气出口管道通过管路连通；所述壳体下部侧壁设置壳程介质下管道，所述壳体上部侧壁设置壳程介质上管道；所述氮气入口与氮气入口管道之间的管路上设置氮气入口阀；所述氮气出口与氮气出口管道之间的管路上设置氮气出口阀；
所述壳程介质下管道包括冷却水入口管道和蒸汽冷凝水出口管道，冷却水入口管道与壳体内部连通，蒸汽冷凝水出口管道与冷却水入口管道连通，所述冷却水入口管道上设置冷却水入口阀，所述蒸汽冷凝水出口管道上设置蒸汽冷凝水出口阀；所述壳程介质上管道包括冷却水出口管道和蒸汽进口管道，冷却水出口管道与壳体内部连通，蒸汽进口管道与冷却水出口管道连通，所述冷却水出口管道上设置冷却水出口球，所述蒸汽进口管道设置蒸汽入口阀。
在上述技术方案中，还包括结构与采用蒸汽加热清理管程凝聚物的氮气冷却换热器完全相同且并联连接的换热器备台，两者氮气入口均连通于氮气入口管道，两者的氮气出口均连通于氮气出口管道。
在上述技术方案中，所述采用蒸汽加热清理管程凝聚物的氮气冷却换热器为列管立式换热器。
在上述技术方案中，所述壳体内部中间设置膨胀节。
在上述技术方案中，所述壳体外部设置用于固定装置的支座。
在上述技术方案中，所述氮气入口管道上设置氮气进口温度计；所述氮气出口管道上设置氮气出口温度计。
在上述技术方案中，所述列管管板设置于壳体两端与上下封头之间，列管管板与壳体固定连接，与上下封头之间通过法兰连接。
在上述技术方案中，多个所述折流板11沿竖直方向交错设置。
在上述技术方案中，所述壳程介质下管道和壳程介质上管道设置于壳体的异侧。
在上述技术方案中，所述壳体底部还设置有外排放管道，外排放管道和氮气出口与氮气出口管道之间的管路连通，且外排放管道上设置外排放阀；所述外排放管道与氮气出口与氮气出口管道之间的管路连通处设置于氮气出口管道最低点位置。
本实用新型的有益效果是：
本实用新型提供了一种采用蒸汽加热清理管程凝聚物的氮气冷却换热器，不需拆除氮气管道清理，且清理过程不接触外界环境，蒸汽不进入管程，避免了冷却段切片含水率的升高，消除了拆卸过程中存在的安全隐患，保证了产品质量，清理过程中切换至备台运行，节省了大量停车时间，产能提高，经济安全。
附图说明
图1是本实用新型采用蒸汽加热清理管程凝聚物的氮气冷却换热器的结构示意图。
其中：
1氮气入口管道 2氮气入口阀
3氮气出口管道 4氮气出口阀
5冷却水出口阀 6冷却水出口管道
7冷却水入口管道 8冷却水入口阀
9外排放阀 10外排放管道
11折流板 12拉杆
13列管 14膨胀节
15支座 16列管管板
17蒸汽入口阀 18蒸汽入口管道
19蒸汽冷凝水出口管道 20蒸汽冷凝水出口阀
21换热器备台 22氮气进口温度计
23氮气出口温度计
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，可以根据以上附图获得其他的相关附图。
具体实施方式
为了使本技术领域的人员更好地理解本实用新型技术方案，下面结合说明书附图并通过具体实施方式来进一步说明本实用新型一种采用蒸汽加热清理管程凝聚物的氮气冷却换热器的技术方案。
如图1所示，一种采用蒸汽加热清理管程凝聚物的氮气冷却换热器，包括上下分别设置上封头和下封头的壳体，壳体内部设置多个列管13，列管13两端分别通过设置于壳体内部上下两端的列管管板16固定，所述壳体内部还设置有多个拉杆12和多个折流板11，拉杆12与列管13平行设置，拉杆12上端与列管管板16固定，另一端穿过折流板11，且与其固定，折流板11固定于壳体内壁上，且多个折流板11沿竖直方向交错设置；
所述壳体的上封头顶部设置氮气入口，氮气入口与氮气入口管道1通过管路连通，且两者之间的管路上设置氮气入口阀2；所述壳体的下封头底部设置氮气出口，氮气出口与氮气出口管道3通过管路连通，且两者之间的管路上设置氮气出口阀4；
所述壳体下部侧壁设置壳程介质下管道，所述壳程介质下管道包括作为管道主路的冷却水入口管道7和作为管道支路的蒸汽冷凝水出口管道19，冷却水入口管道7与壳体内部连通，蒸汽冷凝水出口管道19与冷却水入口管道7连通，所述冷却水入口管道7上设置冷却水入口阀8，所述蒸汽冷凝水出口管道19上设置蒸汽冷凝水出口阀20；
所述壳体上部侧壁设置壳程介质上管道，所述壳程介质上管道包括作为管道主路的冷却水出口管道6和作为管道支路的蒸汽进口管道18，冷却水出口管道6与壳体内部连通，蒸汽进口管道18与冷却水出口管道6连通，所述冷却水出口管道6上设置冷却水出口球5，所述蒸汽进口管道18设置蒸汽入口阀17；
所述壳程介质下管道和壳程介质上管道设置于壳体的异侧；
所述壳体底部还设置有外排放管道10，外排放管道10和氮气出口与氮气出口管道3之间的管路连通，且外排放管道10上设置外排放阀9。所述外排放管道10与氮气出口与氮气出口管道3之间的管路连通处设置于氮气出口管道3最低点位置；
所述氮气入口阀2和氮气出口阀3为碟阀；所述冷却水出口阀5、冷却水入口阀8、外排放阀9、蒸汽入口阀17和蒸汽冷凝水出口阀20均为球阀。
所述列管管板16设置于壳体两端与上下封头之间，列管管板16与壳体固定连接，与上下封头之间通过法兰连接。
所述壳体内部中间设置膨胀节14。
所述壳体外部设置耳式支座15，用于固定装置。
所述氮气入口管道1上设置氮气进口温度计22；所述氮气出口管道3上设置氮气出口温度计23；氮气进口温度计22和氮气出口温度计23的温度计量程为0℃～150℃。
所述氮气冷却换热器设置换热器备台21，一用一备，换热器备台21与采用蒸汽加热清理管程凝聚物的氮气冷却换热器构造相同，并联放置。
所述氮气冷却换热器为列管立式换热器，换热面积F＝25m2。
所述氮气进口管道1和氮气出口管道3公称直径均为200mm，冷却水入口管道7和冷却水出口管道6公称直径为65mm，蒸汽入口管道18及蒸汽冷凝水出口管道19公称直径为25mm，外排放管道10公称直径为40mm。
所述蒸汽为3kg，冷却水温度为13℃～26℃。
本实用新型的工作过程：
在氮气冷却换热器节能换热器正常运行时，主台的氮气(热)进口、氮气(冷)出口阀门呈开启状态，冷却水入口、出口阀门呈开启状态，蒸汽入口、蒸汽冷凝水出口管道阀门呈关闭状态，外排放管道阀门呈关闭状态，高温氮气与低温冷却水在换热器中进行换热，氮气中携带的固相增粘反应产生的低聚物单体，在换热器列管中凝结积聚，堵塞管程，氮气循环不畅，表现为冷却换热器前后压力表压差增加，此时关闭主台氮气(热)进口、氮气(冷)出口阀门，关闭冷却水入口、出口阀门，开启备台氮气(热)进口、氮气(冷)出口、冷却水入口、出口阀门，确保装置连续运行，开启主台蒸汽入口、蒸汽冷凝出口管道阀门，壳程中通入高温蒸汽，将列管中的凝聚物加热，融化下落，开启外排放管道阀门，将融化后的低聚物单体排出，当外排放口无液体流出，视为清理完成，将外排管道阀门关闭，关闭蒸汽入口、蒸汽冷凝水出口阀门，以备切换使用。
本实用新型提供了一种采用蒸汽加热清理管程凝聚物的氮气冷却换热器，换热器的氮气入口、出口管道上安装温度计，换热器壳程管道上安装蒸汽进口支路与蒸汽冷凝回水支路，当换热器内低聚物单体因冷凝积聚，堵塞列管时，氮气循环风量会降低，冷却效果受到影响，冷氮气出口温度显示值升高，此时切换至备台运行，关闭主台冷却换热器的氮气进出口蝶阀，关闭冷却水进出口球阀，开启蒸汽进口球阀与蒸汽冷凝水球阀，高温蒸汽进入壳程内部，加热列管，将列管中凝结的低聚物单体融化，开启外排放球阀，融化的单体低聚物在重力作用下从外排放管道排出，当外排放管道中无液体排出后，关闭外排放球阀，关闭蒸汽进口球阀及蒸汽冷凝水球阀，以备备台堵塞清理时切换。
本实用新型与常规清理方法比较，不需拆除氮气管道，且清理过程不接触外界环境，蒸汽不进入管程，避免了冷却段切片含水率的升高，消除了拆卸过程中存在的安全隐患，保证了产品质量，另一方面，清理过程中切换至备台运行，节省了大量停车时间，产能提高，经济安全。
需要说明的是，在不冲突的情况下，本实用新型中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。
在本实用新型的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”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实用新型和简化描述，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实用新型的限制。此外，术语“第一”、“第二”等仅用于描述目的，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”等的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本实用新型的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上。
在本实用新型的描述中，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，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以通过具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。
申请人声明，以上所述仅为本实用新型的具体实施方式，但本实用新型的保护范围并不局限于此，所属技术领域的技术人员应该明了，任何属于本技术领域的技术人员在本实用新型揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，均落在本实用新型的保护范围和公开范围之内。
Claims (10)
1.一种采用蒸汽加热清理管程凝聚物的氮气冷却换热器，包括上下分别设置上封头和下封头的壳体，壳体内部设置多个列管(13)，列管(13)两端通过列管管板(16)固定，壳体内部设置有多个拉杆(12)和多个折流板(11)，拉杆(12)上端与列管管板(16)固定，另一端穿过折流板(11)，且与其固定，折流板(11)固定于壳体内壁上；所述壳体的上封头顶部设置氮气入口，氮气入口与氮气入口管道(1)通过管路连通；所述壳体的下封头底部设置氮气出口，氮气出口与氮气出口管道(3)通过管路连通；所述壳体下部侧壁设置壳程介质下管道，所述壳体上部侧壁设置壳程介质上管道；其特征在于：
所述氮气入口与氮气入口管道(1)之间的管路上设置氮气入口阀(2)；所述氮气出口与氮气出口管道(3)之间的管路上设置氮气出口阀(4)；
所述壳程介质下管道包括冷却水入口管道(7)和蒸汽冷凝水出口管道(19)，冷却水入口管道(7)与壳体内部连通，蒸汽冷凝水出口管道(19)与冷却水入口管道(7)连通，所述冷却水入口管道(7)上设置冷却水入口阀(8)，所述蒸汽冷凝水出口管道(19)上设置蒸汽冷凝水出口阀(20)；所述壳程介质上管道包括冷却水出口管道(6)和蒸汽进口管道(18)，冷却水出口管道(6)与壳体内部连通，蒸汽进口管道(18)与冷却水出口管道(6)连通，所述冷却水出口管道(6)上设置冷却水出口球(5)，所述蒸汽进口管道(18)设置蒸汽入口阀(17)。
2.根据权利要求1所述的采用蒸汽加热清理管程凝聚物的氮气冷却换热器，其特征在于：还包括结构与采用蒸汽加热清理管程凝聚物的氮气冷却换热器完全相同且并联连接的换热器备台(21)，两者氮气入口均连通于氮气入口管道(1)，两者的氮气出口均连通于氮气出口管道(3)。
3.根据权利要求1所述的采用蒸汽加热清理管程凝聚物的氮气冷却换热器，其特征在于：所述采用蒸汽加热清理管程凝聚物的氮气冷却换热器为列管立式换热器。
4.根据权利要求1所述的采用蒸汽加热清理管程凝聚物的氮气冷却换热器，其特征在于：所述壳体内部中间设置膨胀节(14)。
5.根据权利要求1所述的采用蒸汽加热清理管程凝聚物的氮气冷却换热器，其特征在于：所述壳体外部设置用于固定装置的支座(15)。
6.根据权利要求1所述的采用蒸汽加热清理管程凝聚物的氮气冷却换热器，其特征在于：所述氮气入口管道(1)上设置氮气进口温度计(22)；所述氮气出口管道(3)上设置氮气出口温度计(23)。
7.根据权利要求1所述的采用蒸汽加热清理管程凝聚物的氮气冷却换热器，其特征在于：所述列管管板(16)设置于壳体两端与上下封头之间，列管管板(16)与壳体固定连接，与上下封头之间通过法兰连接。
8.根据权利要求1所述的采用蒸汽加热清理管程凝聚物的氮气冷却换热器，其特征在于：多个所述折流板(11)沿竖直方向交错设置。
9.根据权利要求1所述的采用蒸汽加热清理管程凝聚物的氮气冷却换热器，其特征在于：所述壳程介质下管道和壳程介质上管道设置于壳体的异侧。
10.根据权利要求1所述的采用蒸汽加热清理管程凝聚物的氮气冷却换热器，其特征在于：所述壳体底部还设置有外排放管道(10)，外排放管道(10)和氮气出口与氮气出口管道(3)之间的管路连通，且外排放管道(10)上设置外排放阀(9)；所述外排放管道(10)与氮气出口与氮气出口管道(3)之间的管路连通处设置于氮气出口管道(3)最低点位置。
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Publications (1)
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2022
- 2022-08-17 CN CN202222161345.8U patent/CN217953222U/zh active Active
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