循环流态化在线清洗式螺旋套管换热器制造技术

循环流态化在线清洗式螺旋套管换热器，其特征是不仅外套管和内芯管之间的环形流道里设计有螺旋线，而且与流态化粒子循环槽连接的进出管线的水平段内也设置有螺旋线。环形流道的螺旋线可以直接缠绕在内管外面，也可以缠绕在内管弹性托架上，还可以固定在外套管的内壁、或者是直接制造在外套管的内壁的螺旋片。正常运行时，靠螺旋线或螺旋片实现环形流道内一侧的对流传热强化，可以提高管内侧传热膜系数３０％～５０％左右。内芯管外壁污垢需要清洗时，靠螺旋线的导向作用，即使管内冷却水流速只有０．４５ｍ／ｓ的低流速下，也能够实现均匀流态化清洗，并且不会堵塞流道。由于没有要求螺旋线自转，因此结构大大简化，可靠性很高。（*该技术在2017年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本技术专利涉晟循环流^t在自^鍵鼸套管换,，涉及套管,器环形流道内惻的冷却强化和水垢的在线自动清洗。它适用于卧式套管换热器、含水平套管或 含倾斜套管的环形流道内各种污垢的自动清洗及其对流传热的高效强化。
技术介绍
套管换iW在氮肥生产中的使用量最多，主要作为压缩机的级间冷却器和合成塔出 来的合成气体的冷却氨气组分的冷却冷凝分离。由于套管换热器的环形流道的径向间隙很小， 一般只有7.0 12.0 wn。因此，冷却水环形流道内的水垢的停车清洗非常困难。 比较常用的方法有四类一是冷却水水质处驩添加化学防垢剂。每年水处理要花费药剂费几十万元，但仍然 要结垢，不过结垢的速度大大降低。二是化学淸洗。由于水垢主要成分是硅酸盐类，淸洗药品费贵，清洗效果又没有钙 镁盐垢酸洗那样快、那样好。三是人工淸洗。须用巻扬机将耐高压的内芯管一根一根的强行抽出拆卸，然后用高 压射流水或者压缩空气喷砂清除表面污垢，再一根一根地又重新组装起来。维修人员非常累又脏，并且非常费工。每台换热器的检修工时一般需要一个维修班io天左右。因此，每台套管换热器清洗一次的费用(工时费、机具费、材料费)高达2.5万元左右。由于 清洗困难，水街不能及时淸除，冷却效果普遍根差，从而导致高压机的能耗高、产量低， 甚至被迫周期性停车清洗。四是专用的清洗车瘠洗。文献(贺运初，套管式换热器污垢循环流态化在线洧洗技 术，化工装备技术，1999,20(5)6-9)介绍了套管冷却器污垢的循环流态化在线清洗车研 制，需要一台价值5万元左右的淸洗车，弯道处清洗不干净、并且高流速粒子冲刷引起 金属表面保护膜的损伤，两人操作，比较麻烦。上述方法淸洗以后再投入运行，冷却水的污垢又逐渐生长， 一般10个月左右污垢恢 复到清洗以前的厚度，冷却效果又变差，没有解决其根本防垢功能。对于环形流道的介质不会生长污垢的、传统结构换热器，存在的基本缺点是没有对 流传热强化功能。实用新钃内容本实用鐮缰所W8^的核术賴通主要是传统结构套管换热器存在无对流传热强化功能和不能在线自动清洗防垢两大问题，提出循环流态化在线清洗式螺旋套管换热器，能在冷却水0.恥m/s左右的3g^氏流速下自动淸洗防垢，并且冷却强化效果较好，可靠性高,成本低廉，可以广泛地应用于卧式套管换热器、含水平套管或含倾斜套管的环形流道内 各种污垢的自动清洗及其对流传热的高效强化。本技术的技术方案为循环樣^在线铕洗式ii簾套管换热器,由外套管、嫘旋 线、内芯管、三通阀、循环槽、粒子、冷却水进出管等组成。不仅在内芯管与外套管之 间的环形流道内设置有螺旋线，而且冷却水进出管的水平管段也设有螺旋线。环形流道 的径向深度不大时，蠊旋线直接缠绕在内芯管外面环形流道的径向深度较大时，螺旋 线可以缠绕画定在内芯管外面的弹性托架上，还可以固定在外套管的内壁、或者是直接 制造在外套管的内壁的螺旋片。嫘旋线一般为钢丝螺旋线，也可以是塑包钢丝螺旋线。 螺旋线钢丝的直径d在liran以上，由环形流道的径向间隙大小决定；制造螺旋线的材料 一般是不锈钢钢丝或塑包钢丝，主要依据环形流道内液体的腐蚀性和温度选择。钢丝的 塑料包层的厚度在0. 5ram 3. Oram的范围，采用耐磨性好、注塑工艺性好的工程塑料制造。 蟝旋线的嫘距T 一般为外套管内径di的(O. 5 2.0)倍，其嫘旋角必需大于粒子对螺旋线 表面的摩擦角。螺旋线相对于外套管内壁可以有不连续的、断断续续的振动式的周向旋 转摆动，但是一般为不连续自转，其外径D为外套管内径di (0.80 0.98)。平常运行时，环形流道内的冷却水在螺旋的导向作用下，形成嫘旋流动，本身就是 环形流道的对流传热强化元件，可以使环形流道侧的对流给热系数提高30%以上。需要污垢清洗时，通过进水管三通阀和出水管三通阀切换，使冷却水先经过循环槽 下部的流态化配送管，得到粒子浓度符合污垢清洗要求的流态化液，再进入套管换热器 的环形流道进行污垢清洗。虽然流态化粒子的密度比液体大得多，始终存在向环形流道 横截面底部沉降的趋向，但是嫘旋线导向形成的周向分速度又能将粒子推向上方，达到 内芯管的上半周管壁污垢与下半周管壁污垢一样清洗的均匀清洗效果。流态化液经过出 水管外排前，先经过三通阀和回沙管进入循环槽上部，粒子沉降分离在循环槽上部，冷 却水再向外排出。污垢清洗结束时，切换三通阀，不含粒子的冷却水进入环形流道，这样通水数分钟， 使环形流道内的粒子全部回到循环槽上部。然后切换三通阀，恢复正常运行。并且打开 连通阀，让在循环槽上部里回收的粒子进入循环槽下部，数分钟后再关闭连通阀。流态化清洗使用的粒子可以是河沙、瓷球、金属球、塑料球、胶球，依据液体的腐 蚀性、温度、污垢的软硬选择。流态化清洗使用的粒子，通过粒子补加口加入。附图说明图1是本实用新癯的循环濂态化在线糖洗式 11^器示意图。 图2是本实用新變的镛环癱态化在,洗式錄饞 ^器A部放大图。 具体繍方式以下结合附图对丰实竭新型作进一歩详细的描述。图中的l外套管2螺旋线3内芯管4环形錄旋流道5进水管三通阀6流态化配送管7粒子8连通阀9循环槽下部10循环槽上部11回沙管12出水管三通阀 13出水管14粒子补加口 15弹性托架循环流0t;在线aife5sawi^管,器，由外套管l、嫘旋线2、内芯管3、三通阀5和12、粒子7、循环槽下部9、循环槽上部10等组成。环形螺旋流道4及其流态化配 送管6的水平管段内均设置由蠊旋线2。环形嫘旋流道4的径向深度不大时，螺旋线2 直接缠绕在内芯管3的外面；环形蠊旋流道4的径向深度较大时，螺旋线2可以缠绕固 定在内芯管3外面的弹性托架15上，也可以固定在外套管1的内壁，还可以是直接制造 在外套管1的内壁的螵旋片。嫘旋线2 —般为钢丝制造，也可以是塑包钢丝制造。螺旋 线2的钢丝直径d在l咖以上，由环形蠊旋流道4的径向间隙大小决定。采用不锈钢钢 丝还是采用塑包钢丝，主要依据环形嫘旋流道4内液体的腐蚀性和温度选择。钢丝嫘旋 线2的塑料包层的厚度在0.5im 3.0inm的范围，采用耐磨性好、注塑工艺性好的工程塑 料制造。螺旋线2的蠊距T一般为外套管1内径di的(0.5 2.0)倍，其螺旋角必需大于 粒子7对嫘旋线2表面的摩擦角。蠊旋线2可以相对于外套管1内壁可以有不连续的、 断断续续的振动式的周向旋转摆动，其外径D为外套管1内径di的(0.80 0.98)倍。平常运行时，环形龌旋流道4内的冷却水在蟝旋线2的导向作用下，形成嫘旋线流 动，本身就是对流传热强化元件，可以使环形螺旋流道4一側的对流传热膜系数提高30 %以上。需要污垢清洗时，通过进水管三通阀5和三通阀12切换，使冷却水先经过循环槽下 部9内的流态化配送管6，得到污紫清洗合适的粒子7浓度的流态化液，再进入套管换热 器的环形嫘旋流道4进行污垢清洗。虽然流态化粒子7的密度比液体大得多，始终存在 向环形螺旋流道4横截面底部沉降的趋向，但是嫁旋线2导向形成的周向分速度又能将 粒子7推向上方，达到内芯管3的上半周管壁污垢与下半周管壁污垢一样清洗的均匀清 洗效果。流态化液经过出水管13外排前，先经过三通阀12和回沙管11进入循环槽上部 10,粒子7沉降分离在循环槽上部10，冷却水再向外排出。污垢清洗结束时，本文档来自技高网...

【技术保护点】
循环流态化在线清洗式螺旋套管换热器，由外套管（１）、螺旋线（２）、内芯管（３）、粒子（７）、循环槽下部（９）、循环槽上部（１０）组成，其特征在于：外套管（１）和内芯管（３）之间的环形螺旋流道（４）里设计有螺旋线（２）；换热器环形螺旋流道（４）与循环罐上部（１０）、循环槽下部（９）的连接管线的水平段内也设置有螺旋线（２）；循环槽上部（１０）与循环槽下部（９）之间有连通阀；循环槽下部（９）安装有自动配制流态化清洗液的流态化配送管（６）。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：俞秀民，俞天兰，吴金香，彭德其，蒋少青，俞天翔，李群松，支校衡，刘桂英，吴琦华，易伟，
申请(专利权)人：湖南中兴节能设备有限公司，
类型：实用新型
国别省市：43[中国|湖南]