[发明专利]一种在线自激式自稳定管式换热器清垢及强化换热装置

说明书

技术领域

本发明涉及清垢及强化换热的管式换热器部件，尤其涉及一种在线自激式，且能自稳定的管式换热器清垢及强化换热装置。

背景技术

表面式换热器作为一种通用设备，在电力、化工、制药、印染、石油、钢铁、汽车、食品及其他许多工业领域具有广泛的应用，在生产中占有重要地位。尤其在火力发电和化工生产中，换热器可作为加热器、冷却器、凝汽器、蒸发器和再沸器、管式空预器等，应用甚为广泛。

目前的表面式管式换热器在工业上的应用有着悠久的历史，而且至今仍在所有换热器中占据主导地位。管式换热器主要有壳体、管束、管板和封头等部分组成，壳体多呈圆形，内部装有平行管束，管束两端固定于管板上。作为应用最广泛的换热器，管式换热器因其特殊的管状构造，容易出现积灰(如锅炉管式空预器)、结垢(如火力发电厂的凝汽器)，难以彻底清洗，将会大大影响机组的安全稳定运行，且会引起热阻增加，传热效果下降，影响换热效果，导致发电煤耗的增加。虽然，目前进行了诸多优化与改进，但效果不十分理想，仍然是目前急需解决的关键问题。因此，对进行表面式换热器内部结构及流场特性进行改进，增加其在线自清洗能力并提高其换热系数，研究在线自激式自稳定管式换热器清垢及强化换热装置，在工业生产方面有着十分重要的意义，节能减排效果显著。

关于表面式管式换热器的研究非常多，强化换热的措施、技术的应用也较多。如热管技术、管内外加装肋片技术、强化加装扰流等；在清灰除垢及强化换热方面，如凝汽器加装胶球清洗系统，循环水添加化学药剂，设置专用的清灰吹扫装置及系统，强化扰流等。如：王金旺提出了一种管式换热器表面积灰的清除装置[申请号：201210208832.3]；陈玉等提出一种处理烟气换热器GGH积灰结垢的方法，采用在线压缩空气吹灰、在线高压水冲洗、停机前低压水冲洗及停机后化学清洁剂高压冲洗步骤，解决GGH受热面因积灰、酸凝结、液滴粘附等原因造成的严重积灰结垢问题[申请号：201510193749.7]；李建平提出了一种双扰流螺旋式强化换热及自动除垢装置；曾荣良设计了一种管式反应器螺旋强化扰流装置[申请号：201410672210.5、申请号：201410819336.0]。其在管式换热器管道内部加入一螺旋纽带，螺旋纽带可以起到一定的除垢和强化换热效果。缺陷在于，螺旋纽带过长导致其缺乏稳定性，容易碰壁磨损断裂；丁永生提出了一种列管式换热器在线防垢及强化换热装置[申请号：201010126905.5]。其呈拉紧状态的不锈钢绳索两端安装有固定架分别固定在换热管两端，不锈钢绳索上等间距固定有限位套，位于每个限位套前端部位的不锈钢绳索上依次按顺序安装正、反旋向的叶轮，对提高除污及传热效果起到了一定作用，其缺陷在于，管道内部的积灰并没有得到处理，仍然存在影响等。

上述这些技术与措施对表面式管式换热器的清灰除垢，强化换热起到了巨大作用，但仍然存在如下问题：①基本为离线清灰与除垢。如凝汽器的胶球清洗系统，管式空预器的蒸汽或空气吹扫系统等；②扰流措施较弱，换热系数仍有提高的空间。如凝汽器的水侧换热、管式空预器的烟气侧换热；③部分技术虽然管内存在扰流设计措施，但其自平衡能力差，容易发生扰流装置与管壁发生碰撞摩擦，或发生断裂，或换热管束发生损坏，运行可靠性差。

对表面式管式换热器目前研究现状的了解，不难发现，管式换热器在自清洗和强化换热领域仍有较大的提升空间，特别是自平衡能力强，能防止扰流装置与管壁发生碰撞摩擦，或发生断裂的技术与方法急需突破，目前缺乏的正是一种在线能自稳定自清洗管式换热器强化换热装置。

发明内容

针对现有技术中存在的自平衡能力差，容易发生扰流装置与管壁发生碰撞摩擦，或发生断裂，或换热管发生损坏，运行可靠性差等问题，本发明提供了一种在线自激式自稳定管式换热器清垢及强化换热装置，该装置能够在线清洗且保证其运行稳定性，以加入带自平衡孔的螺旋叶片为核心的强化换热装置，实现表面式换热器的在线自激式，且能自稳定管式换热器清垢及强化换热。

为了解决上述技术问题，本发明采用了如下技术方案：

一种在线自激式自稳定管式换热器清垢及强化换热装置，包括球形连接腔顶盖、底部有圆孔的球形连接腔底盖、换热管、头部为实心球的圆柱连接杆、轴承套和螺旋叶片；