一种可在线清洗的列管式强制循环蒸发装置及其清洗方法与流程

本发明涉及一种强制循环蒸发装置，具体的说，是涉及一种可在线清洗的列管式强制循环蒸发装置及其清洗方法。

背景技术：

强制循环蒸发器是料液靠泵来强制循环，料液通过换热器加热至沸点，在分离器的蒸发室内闪蒸，其适用于有结垢性、结晶性、热敏性(低温)、高浓度、高粘度并且含不溶性固形物等化工、食品、制药、环保工程、废液蒸发回收等行业的蒸发浓缩。

传统的强制循环蒸发器经过长时间运行后，因主要换热面在换热器内，尤其是应用于废水蒸发时，循环液中含有的钙离子、镁离子、碳酸根离子、硫酸根离子、硅酸盐等，在蒸发过程中不断浓缩达到共饱和后，容易在换热器的换热管内表面上附着形成垢层，垢层轻则影响换热效率，重则会堵塞管道，严重影响其正常运行。

为了除掉垢层，传统的强制循环蒸发器采用的除垢方法是停机酸洗除垢，然而频繁的周期性停机清洗，一方面降低了生产能力，增大了蒸汽消耗和清洗成本，另一方面酸洗还会对设备造成腐蚀，对环境造成污染。

以上不足，值得改善。

技术实现要素：

为了克服现有的技术的不足，本发明提供一种可在线清洗的列管式强制循环蒸发装置及其清洗方法，避免蒸发装置因结垢而频繁停机清洗的问题，提高生产能力，降低运行成本。

本发明技术方案如下所述：

一种可在线清洗的列管式强制循环蒸发装置，包括分离器和加热器，循环泵抽取所述分离器内的料液并将所述料液带入所述加热器内，在所述加热器内加热的所述料液返回所述分离器，其特征在于，还包括高压清洗泵，所述高压清洗泵抽取所述料液，并将所述料液经由自动阀送到冲洗喷头，若干所述冲洗喷头排成一排，所述冲洗喷头与所述加热器内的换热管对齐，所述换热管、所述冲洗喷头以及所述自动阀一一对应。

根据上述结构的本发明，其特征在于，一个所述冲洗喷头连接一条软管，所述软管通过安装在所述加热器上的接头与所述加热器外部设置的管道连接，一条所述软管连接一条管道，所述管道与所述自动阀连接。

根据上述结构的本发明，其特征在于，若干所述换热管呈辐射状分布。

进一步的，所述换热管通过管板固定在所述加热器的筒壁上。

更进一步的，所述冲洗喷头的数量等于所述管板直径上所述换热管数量最多一排中所述换热管的数量。

进一步的，所述冲洗喷头与旋转机构连接，所述旋转机构包括大圆锥齿轮、小圆锥齿轮以及伺服电机，所述小圆锥齿轮的连接轴与所述伺服电机连接，所述大圆锥齿轮与所述小圆锥齿轮啮合连接，所述冲洗喷头通过长条板固定在所述大圆锥齿轮上。

更进一步的，所述大圆锥齿轮套在所述加热器的筒壁上。

更进一步的，所述大圆锥齿轮的下端通过大圆锥齿轮支撑轴承与支撑板连接，所述支撑板固定在所述加热器的筒壁上。

更进一步的，所述小圆锥齿轮通过小圆锥齿轮支撑轴承与所述加热器的筒壁连接。

更进一步的，所述小圆锥齿轮与所述筒壁之间设有密封件。

更进一步的，所述加热器的筒壁上设有行程限位开关，所述行程限位开关与所述大圆锥齿轮连接，并对所述大圆锥齿轮的行程进行180°限位。

一种可在线清洗的列管式强制循环蒸发装置的清洗方法，其特征在于，包括以下步骤：

步骤1、在强制循环蒸发器正常工作的过程中，依次开启与需清洗一排换热管对应的一个或多个自动阀，启动高压清洗泵，循环料液通过高压清洗泵输送到冲洗喷头上；

步骤2、当当前一排的换热管清洗完成后，关闭自动阀和高压清洗泵；

步骤3、启动伺服电机，伺服电机转动带动小圆锥齿轮转动，小圆锥齿轮带动大圆锥齿轮转动，进而使得冲洗喷头旋转固定角度，使得冲洗喷头与下一排待冲洗的换热管对齐，重复步骤1-2；

步骤4、重复步骤1-3，直到大圆锥齿轮旋转180°后，完成所有换热管的冲洗工作；

步骤5、伺服电机依次带动小圆锥齿轮和大圆锥齿轮反向旋转180°到原点，准备下一清洗周期。

根据上述结构的本发明，其特征在于，在所述步骤5中，当所述大圆锥齿轮由原始位置逐步旋转到180°时，由行程限位开关反馈信号给控制中心，所述控制中心控制伺服电机反转180°回到原始位置。

根据上述结构的本发明，其特征在于，当出现紧急故障时，控制中心控制所述伺服电机在再次启动时返回原点，并重新开始清洗周期。

根据上述结构的本发明，其有益效果在于，本发明传动机构简便，实现了少量冲洗喷头对整个加热器内部的所有换热管进行清洗，并且冲洗的介质为分离器的循环料液，无需外来冲洗水，避免了冷水进入加热器降低蒸发器的内部温度，另外避免了注入清水增大了蒸发器的蒸发量。本发明的可在线清洗的列管式强制循环蒸发器，解决了列管式强制循环蒸发器结垢的国际难题，克服了传统化学清洗除垢所带来的一系列问题，提高了列管式强制循环蒸发器在化工、食品、制药、环保工程、废液蒸发回收等行业的竞争力。

附图说明

图1为本发明的结构示意图。

图2为图1中a部分的放大图。

图3为本发明换热管分布示意图。

在图中，1、分离器；2、料液；3、高压清洗泵；4、自动阀；5、管道；6、软管；7、支撑板；8、大圆锥齿轮；9、行程限位开关；10、加热器；11、换热管；12、管板；13、冲洗喷头；14、长条板；15、伺服电机；16、连接轴；17、小圆锥齿轮支撑轴承；18、密封件；19、筒壁；20、小圆锥齿轮；21、大圆锥齿轮支撑轴承；22、循环泵，23、料液入口，24、冷凝水出口，25、不凝气体出口，26、加热蒸汽入口，27、二次蒸汽出口，28、浓缩液出口。

具体实施方式

下面结合附图以及实施方式对本发明进行进一步的描述：

一种可在线清洗的列管式强制循环蒸发装置，通过改变加热器的换热管布置方式，并在加热器的换热管端部外面设置冲洗喷头，同时设置高压清洗泵抽取分离器内的循环料液，经管道、自动阀及软管到达冲洗喷头对换热管进行冲洗，为了冲洗所有换热管，一排冲洗喷头由圆锥齿轮带动旋转，圆锥齿轮旋转对应的角度，可分别冲洗加热器内的所有换热管。实现了对加热器内所有换热管内表面的污垢清除掉的目的。具体的：

如图1-2所示，本发明包括分离器1和加热器10，循环泵22抽取分离器1内的料液2并将料液2带入加热器10内，在加热器10内加热的料液2返回分离器1。

还包括高压清洗泵3，高压清洗泵3抽取料液2，并将料液2经由自动阀4送到冲洗喷头13，高压清洗泵3及冲洗喷头13工作时，冲洗喷头13喷出的物料为强制循环蒸发装置的循环料液2，不影响强制循环蒸发装置的正常工作。若干冲洗喷13头排成一排，冲洗喷头13与加热器10内的若干换热管11对齐，换热管11、冲洗喷头13以及自动阀4一一对应，每个冲洗喷头13对应加热器10外部的一根管道5和一个自动阀4。

如图3所示，本实施例中，若干换热管11呈辐射状分布，一个冲洗喷头13连接一条软管6，软管6通过安装在加热器10上的接头与加热器10外部设置的管道5连接，软管6集中穿过大圆锥齿轮8，管道5与自动阀4连接。

优选的，换热管11通过管板12固定在加热器10的筒壁19上，冲洗喷头13的数量等于管板12直径上换热管11数量最多一排中换热管11的数量，使得每一排的换热管11均能找到匹配的冲洗喷头13进行冲洗。

冲洗喷头13与旋转机构连接，旋转机构包括大圆锥齿轮8、小圆锥齿轮20以及伺服电机15，小圆锥齿轮20的连接轴16与伺服电机14连接，大圆锥齿轮8与小圆锥齿轮20啮合连接，冲洗喷头13通过长条板14固定在大圆锥齿轮8上。

大圆锥齿轮8套在加热器10的筒壁19上，大圆锥齿轮8的下端通过大圆锥齿轮支撑轴承21与支撑板7连接，支撑板7固定在筒壁19上。小圆锥齿轮20通过小圆锥齿轮支撑轴承17与筒壁19连接，小圆锥齿轮支撑轴承17可增加伺服电机15工作时的稳定性，同时不影响设备的运转，小圆锥齿轮20与筒壁19之间设有密封件18，通过密封件18密封连接。

大圆锥齿轮8每旋转一个角度，自动阀4控制正对换热管11的冲洗喷头13，一排冲洗喷头13中的全部或其中一部分冲洗喷头13正对换热管11的进料口进行冲洗。大圆锥齿轮8由原始位置根据加热器10所布置的换热管11的角度逐步旋转，冲洗喷头13旋转一定的角度时，与换热管11对应的全部或部分冲洗喷头13，其对应的自动阀4打开，冲洗物料通过冲洗喷头13冲洗换热管11，冲洗完成后，冲洗喷头13跟随大圆锥齿轮8继续旋转到下一个角度工作，自动阀4由外部控制程序来控制。

大圆锥齿轮8旋转180°，冲洗完所有换热管11后，由伺服电机15控制反转180°返回原点，重新开始下一个清洗周期。

筒壁19上设有行程限位开关9，行程限位开关9与大圆锥齿轮8连接，并对大圆锥齿轮8的行程进行180°限位。在线清洗时，当出现停电或其他原因导致清洗意外终止时，通过行程限位开关9控制大圆锥齿轮8旋转回到原点。

管板12与换热管11和换热器10密闭连接形成的腔室为蒸汽循环腔室，本实施例中的换热器10工作时，蒸汽通过上方的加热蒸汽入口26输入后在蒸汽循环腔室内对换热管11进行加热，不凝气体经下方的不凝气体出口25排出，冷凝的蒸汽经下方的冷凝水出口24排出。

本实施例中的料液2从下方的料液入口23进入，循环泵22提供循环动力，料液2经换热器10加热后注入分离器1内，二次蒸汽出口27位于分离器1的顶部，导流板位于分离器1内部进料口的上方。高压清洗泵3的进料口优选设于循环泵22的进料口与分离器1的出料口连接的管道壁上，料液入口23优选设于分离器1出料口与高压清洗泵3的进料口连接的管道壁上，浓缩液出口28优选设于分离器1出料口与料液入口23之间的管道壁上。

一种可在线清洗的列管式强制循环蒸发装置的清洗方法，包括以下步骤：

步骤1、在强制循环蒸发器正常工作的过程中，依次开启与需清洗一排换热管对应的一个或多个自动阀，启动高压清洗泵，循环料液通过高压清洗泵输送到冲洗喷头上；

步骤2、当当前一排的换热管清洗完成后，关闭自动阀和高压清洗泵；

步骤3、启动伺服电机，伺服电机转动带动小圆锥齿轮转动，小圆锥齿轮带动大圆锥齿轮转动，进而使得冲洗喷头旋转固定角度，使得冲洗喷头与下一排待冲洗的换热管对齐，重复步骤1-2；

步骤4、重复步骤1-3，直到大圆锥齿轮旋转180°后，完成所有换热管的冲洗工作；

步骤5、伺服电机依次带动小圆锥齿轮和大圆锥齿轮反向旋转180°到原点，准备下一清洗周期。当大圆锥齿轮由原始位置逐步旋转到180°时，由行程限位开关反馈信号给控制中心，控制中心控制伺服电机反转180°回到原始位置。

本实施例中冲洗喷头13的开关优选自动阀4，高压清洗泵3、自动阀4及电机15优选通过控制中心的集成电路进行控制。

当出现紧急故障时，控制中心控制伺服电机在再次启动时返回原点，并重新开始清洗周期。

本实施例中冲洗喷头13的开关优选自动阀4，高压清洗泵3、自动阀4及电机15优选通过集成电路进行控制。

应当理解的是，对本领域普通技术人员来说，可以根据上述说明加以改进或变换，而所有这些改进和变换都应属于本发明所附权利要求的保护范围。

上面结合附图对本发明专利进行了示例性的描述，显然本发明专利的实现并不受上述方式的限制，只要采用了本发明专利的方法构思和技术方案进行的各种改进，或未经改进将本发明专利的构思和技术方案直接应用于其它场合的，均在本发明的保护范围内。