专利名称：冷换器正反向胶球在线清洗技术的制作方法
技术领域：
本发明涉及冷换器的在线清洗方法，特别指冷换器正反向胶球在线清洗技术。
背景技术：
在练油、化工、热电、造纸等行业的生产过程中，冷换器的结垢问题一直是困扰这些行业设备管理与维护的重点难题，特别是目前要求装置长周期运行的情况下，问题显得更加突出，它所造成的直接危害是①使设备传热效率严重下降，设备生产能力降低，进而影响装置的平稳生产；②垢层增加流体的阻力，使输送设备能耗上升；③引起设备垢下腐蚀，缩短设备的使用寿命；④结垢严重时可造成设备堵塞，甚至可导致停工停产。目前，炼油、化工冷换器的除垢与清洗主要采用在循环水系统投放水质稳定与阻垢剂；装置停工时，进行化学或机械清洗等。以上方法在目前的使用中，都存在较大的问题。停工清洗，不能解决设备运行过程中由于结垢而引起传热效率下降，设备生产能力降低、能耗上升与垢下腐蚀等问题，严重影响设备的运转周期，而且检修费用高。循环水系统投放水质稳定与阻垢剂，由于循环水系统较大，水系统由于泄漏、各类杂质较多，药剂投放效果普遍不理想。
发明内容
本发明的目的是针对背景技术中存在的缺点和问题加以改进，提供一种在冷换器系统旁路中的正反向胶球在线清洗技术。
实现本发明目的的技术方案是将特制专用设备胶球清洗器及各切换阀设置在由单台、单组或多组组合的冷换器系统的旁路中，使胶球清洗器与冷换器的管程之间形成一个可正反向流动的循环水胶球在线清洗系统，胶球清洗器内装有弹性胶球，通过转动清洗器手柄可以改变进水水流的方向，胶球在水流的作用下对冷换器进行正反向循环清洗，管内污垢经排污管排到系统外。本发明的原理是将成熟的胶球除垢技术与特殊的冷换器水流定向切换和胶球收、放球技术进行有机的结合，研制一种冷换器胶球在线清洗设备以及与其相配套的胶球在线清洗系统，利用了循环水系统水压动力，这样可无需增加动力和放收球设备，便可实现冷换器胶球正反向在线清洗。
本发明有以下优点1、该胶球清洗技术充分利用了循环水系统水压动力，无需增加动力和放收球设备，实现冷换器胶球在线自动清洗，该清洗技术设计合理，操作方便，便于现场实施，每次清洗时间20分钟左右，清洗费用低，清洗效果好。
2、由于冷换器实现胶球在线自动清洗，操作人员可根据冷换器的结垢情况进行定时除垢，一般4-5/年，可将现有的脱除硬垢方式转变为软垢清洗，使冷换器在运行的过程中始终保持在清洗初始的换热状态，解决了由于冷凝器结垢而引起的气体介质冷凝效率下降，塔顶气体压力升高，进而影响装置的安全生产和产品的产量与质量下降等问题。极大的提高了设备的运行周期。可将冷换设备检修周期从目前1-2年/次提高到5-6年/次，大大节省设备的检修费用。
3、该清洗技术可做到“一器多用”，可按重点冷换部位和系统进行清洗系统的配套设计，大大的降低了单台设备的投资费用，提高了清洗系统的使用率。
4、由于冷换器在运行的过程中始终保持在清洗初始的换热状态，极大的提高了设备的传热效率及循环水的利用率，按正常设备全年平均除垢率80％以上，可节省循环冷却水15％以上。
图1是本发明系统流程2是本发明胶球清洗器装配图具体实施方式
由图1可知，本发明将特制专用设备胶球清洗器(8)及各切换阀设置在由单台、单组或多组组合的冷换器(9)系统的旁路中，使胶球清洗器(8)与冷换器(9)的管程之间形成一个可正反向流动的循环水胶球在线清洗系统，胶球清洗器(8)内装有弹性胶球，通过转动清洗器手柄(11)可以改变进水水流的方向，胶球在水流的作用下对冷换器(9)进行正反向循环清洗，管内污垢经排污管排到系统外。
本发明所述的各切换阀包括主线阀(1、2)、侧线阀(3、4、5)、排污阀(6)，侧线阀(3)一端接在冷换器管程底部入口与主线阀(1)相连接的管线上，另一端接在胶球清洗器(8)左仓上部接口管线上，侧线阀(4)一端接在冷换器管程顶部出口与主线阀(2)之间的管线上，另一端接在胶球清洗器(8)右仓上部接口管线上，侧线阀(5)一端接在冷却水进水主线上，另一端接在胶球清洗器(8)中部入口管线上，排污阀(6)接在胶球清洗器(8)的下部接口管线端。
本发明所述的在线清洗技术工艺步骤如下a、清洗前准备打开清洗器左仓或右仓仓盖，将胶球投入清洗器内，盖上盖；b、清洗开始打开侧线阀(5)，关闭主线阀(1、2)，打开侧线阀(3、4)；
c、清洗打开排污阀(6)，水流进入清洗器左仓，清洗时，胶球在水流作用下形成正向清洗；冷却水经侧线5#阀门，进入清洗器左仓，胶球在水流作用下经侧线3#阀门，从冷换器管程底部入口处进入管程，对管程的污垢进行清洗，随后，胶球随水流从冷换器管程顶管出口处经侧线4#阀门，进入清洗器右仓，污水从排污口排出；清洗一定时间后，清洗器手柄转动90度，水流反向进入清洗器右仓，与上序过程相反，胶球在水流作用下形成反向清洗；胶球返回左仓；这样正反向循环清洗多次，直到排污口出清水为止；d、恢复正常生产关闭阀(6)，关闭阀(3、4)，关闭阀(5)，打开阀(1、2)，冷换器恢复正常生产。
本发明的特制专用设备的参考结构如下由图2可知，设计一种圆筒形清洗器，由手柄(11)、外套(12)、内套(13)、左滤套(14)、右滤套(15)、观察窗(16)、轴(17)和轴承(18)所构成，内套(13)装在外套(12)的内侧，带有滤孔的左滤套(14)和右滤套(15)装在内套(13)左右两侧的对应位置上，外套(12)设有胶球出入口，出入口上设有观察窗(16)，内套(13)两端的轴(17)分别装在外套(12)两端的轴承(18)上，轴(17)和内套(13)构成一个旋转体。
本发明所述的清洗器的外套(12)具有a、b、c、d、e五个接口，可分别与待清洗的冷换器及其系统进出口管路相连接，外套(12)两端有端盖，端盖分别装有相对应的轴承(18)。
本发明所述的内套(13)筒体内的左右两侧设有相互隔离的内仓，筒体上开有八个孔，开孔位置与外套(12)五个接口的位置相适应，此外，内套(13)的两端密封，两端中心位置分别装有固定轴(17a、17b)。
本发明所述的左滤套(14)和右滤套(15)分别设有收球口和放球口，两口的位置与内套(13)的b、c接口位置相适应，其两中心弧度距离为90度。左滤套(14)和右滤套(15)壁上开有均匀分布的滤孔，滤孔直径及开孔率可根据需要任意选择。
本发明所述的外套(12)的b、c胶球出入口分别与内套(13)左右两仓的b、c胶球出入口相连接，其两中心弧度距离为90度，以保证旋转90度时，外套胶球出入口与内套左右仓胶球出入口相吻合。
此外，本发明的手柄(11)与内套(13)靠轴相连接，带动内套一起旋转，内套(13)靠外套(12)两端轴承支撑呈相对转动，随着手柄(11)的带动，内套旋转90度，即可达到换向的目的。
应用实例
某炼厂气分装置E4103/E、F上安装使用了胶球清洗器。换热器直径均为900mm，4管程。为了检验实施效果，冷却器运行三个月后进行了一次清洗，表一为胶球在线清洗前后相关数据表，从表一可以看出1)清洗后循环水量略有增加，说明胶球无堵塞现象，且流道更为通畅。
2)换热器运行3个月后进行了第一次清洗测试，清洗前后总传热系数提高16.4％。
3)清洗器现场操作切换自如，方便实用，清洗时间20分种左右，清洗效果可从排污口明显观察到排水由清水→黑水→黄泥水→清水的清洗过程。
表一 测试数据及计算结果
本发明使用范围
按工艺分类主要适用于管内介质为冷却水的各种系列的冷却器、冷凝器。
按结构分类主要适用于管壳式换热器浮头式、固定管板式系列换热器。
在炼油、化工装置中塔顶冷凝器系统中采用该清洗技术，效果更加显著。可免除生产过程中由于冷凝器结垢而引起的气体介质冷凝效率下降，塔顶气体压力升高，进而影响装置的安全生产和产品的产量与质量等问题。本发明克服了传统的停车时采用的化学或机械清洗，循环水系统投放水质稳定与阻垢剂方法的不足，为石油化工装置冷换器实现长周期高效运行提供了技术上的保证，直接为用户节省大量的循环冷却水及设备维修费用，可广泛适用于炼油、化工、电力、纺织、造纸等使用冷换设备的行业。
权利要求
1.一种冷换器正反向胶球在线清洗技术，其特征在于将特制专用设备胶球清洗器(8)及各切换阀设置在由单台、单组或多组组合的冷换器(9)系统的旁路中，使胶球清洗器(8)与冷换器(9)的管程之间形成一个可正反向流动的循环水胶球在线清洗系统，胶球清洗器(8)内装有弹性胶球，通过转动清洗器手柄(11)可以改变进水水流的方向，胶球在水流的作用下对冷换器(9)进行正反向循环清洗，管内污垢经排污管排到系统外。
2.根据权利要求1所述的冷换器正反向胶球在线清洗技术，其特征在于所述的各切换阀包括主线阀(1、2)、侧线阀(3、4、5)、排污阀(6)，侧线阀(3)一端接在冷换器管程底部入口与主线阀(1)相连接的管线上，另一端接在胶球清洗器(8)左仓上部接口管线上，侧线阀(4)一端接在冷换器管程顶部出口与主线阀(2)之间的管线上，另一端接在胶球清洗器(8)右仓上部接口管线上，侧线阀(5)一端接在冷却水进水主线上，另一端接在胶球清洗器(8)中部入口管线上，排污阀(6)接在胶球清洗器(8)的下部接口管线端。
3.根据权利要求1所述的冷换器正反向胶球在线清洗技术，其特征在于所述的在线清洗技术工艺步骤如下a、清洗前准备打开清洗器左仓或右仓仓盖，将胶球投入清洗器内，盖上盖；b、清洗开始打开侧线阀(5)，关闭主线阀(1、2)，打开侧线阀(3、4)；c、清洗打开排污阀(6)，水流进入清洗器左仓，清洗时，胶球在水流作用下形成正向清洗；冷却水经侧线5#阀门，进入清洗器左仓，胶球在水流作用下经侧线3#阀门，从冷换器管程底部入口处进入管程，对管程的污垢进行清洗，随后，胶球随水流从冷换器管程顶管出口处经侧线4#阀门，进入清洗器右仓，污水从排污口排出；清洗一定时间后，清洗器手柄转动90度，水流反向进入清洗器右仓，与上序过程相反，胶球在水流作用下形成反向清洗；胶球返回左仓；这样正反向循环清洗多次，直到排污口出清水为止；d、恢复正常生产关闭阀(6)，关闭阀(3、4)，关闭阀(5)，打开阀(1、2)，冷换器恢复正常生产。
全文摘要
本发明涉及冷换器的在线清洗方法，特别指冷换器正反向胶球在线清洗技术。本发明将特制专用设备胶球清洗器及各切换阀设置在由单台、单组或多组组合的冷换器系统的旁路中，使胶球清洗器与冷换器的管程之间形成一个可正反向流动的循环水胶球在线清洗系统，胶球清洗器内装有弹性胶球，通过转动清洗器手柄可以改变进水水流的方向，胶球在水流的作用下对冷换器进行正反向循环清洗，管内污垢经排污管排到系统外。本发明克服了传统的停车时采用的化学或机械清洗，循环水系统投放水质稳定与阻垢剂方法的不足，直接为用户节省大量的循环冷却水及设备维修费用，可广泛适用于炼油、化工、电力、纺织、造纸等使用冷换设备的行业。
文档编号F28G1/00GK1667343SQ20051020025
公开日2005年9月14日 申请日期2005年4月15日 优先权日2005年4月15日
发明者刘东宁, 刘大恒 申请人:刘东宁, 蔡和平