CN112129160A - 一种换热器在线循环清扫装置 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种换热器在线循环清扫装置，所述装置包括由增压风机、液压控制***、阀门A1、A2、B1和B2、气体增压管路、上部清扫油缸、上部清扫管路、支撑支架、上部清扫罩、下部清扫油缸、下部清扫管路和下部清扫罩等，所述上部清扫油缸和下部清扫油缸均带有位置检测信号设备，由液压控制***精确控制其伸缩长度，使上部清扫罩和下部清扫罩在烟气换热器即GGH周围能同步精确定位，上部清扫管路和下部清扫管路为伸缩结构，用于连接清扫罩和气体增压管路，由油缸带动其移动，给清扫罩供高压气体或吸收清扫后的气体，阀门A1、A2、B1和B2安装在气体增压管路上，通过开闭切换改变高压气体在管路中的流向，实现上部清扫罩和下部清扫罩喷气和吸气过程的切换。

Description

一种换热器在线循环清扫装置

技术领域

本发明涉及一种清扫装置，具体涉及一种换热器在线循环清扫装置，属于电气设备控制技术领域。

背景技术

烟气换热器GGH(Gas Gas Heater)是化工烟气脱硫脱硝***中的主要装置之一，它的作用是利用净化后的烟气热量将脱硫后的待净化烟气进行加热，使进入脱硫脱销反应炉中待净化烟气的温度达到露点之上，减轻对进烟道和烟囱的腐蚀，减低污染物的扩散度，同时降低进入吸收塔的烟气温度，降低塔内对防腐的工艺技术要求。

目前在焦化企业中广泛使用的脱硫脱销反应炉中的烟气换热器GGH为回转式结构，在实际使用中，随着使用时间的增加，GGH上的换热栅会因积灰而出现堵塞，不但降低热交换效率，而且使GGH上下两侧烟气差压逐渐升高，GGH本体对烟气的压降约在1000Pa，如果考虑到由于安装GGH而引起的烟道压降，总的压损达到1200Pa左右。为了克服这些阻力，必须增加增压风机的风压，但会造成风机失速、喘振，严重影响了整个脱硫脱销烟气净化***运行的有效性和安全性。

现有技术中有一种全伸缩式吹灰器，通过使用高压氮气分别从GGH上下两边对着换热栅吹灰清扫。但实际使用中，由于补充进来的气体本身温度较低，会降低原烟气的温度，造成热能损耗，而且由于每次只能在GGH冷端进行清扫，吹扫出的污染物还会循环进入GGH的热端，降低了清扫的效果。因此，迫切的需要一种新的技术方案解决上述技术问题。

发明内容

本发明正是针对现有技术中存在的问题，提供一种换热器在线循环清扫装置，该技术方案主要解决烟气换热器(GGH)使用过程中因积灰而出现堵塞造成GGH两侧烟气差压升高进而影响了整个脱硫脱硝***运行有效性和安全性的问题。

为了实现上述目的，本发明的技术方案如下，一种换热器在线循环清扫装置，所述装置包括增压风机、液压控制***、阀门A1、A2、B1和B2、气体增压管路、上部清扫油缸、上部清扫管路、支撑支架、上部清扫罩、下部清扫油缸、下部清扫管路和下部清扫罩等，所述上部清扫油缸和下部清扫油缸均带有位置检测装置，由液压控制***精确控制其伸缩长度，使上部清扫罩和下部清扫罩在烟气换热器即GGH周围能同步精确定位，上部清扫管路和下部清扫管路为伸缩结构，用于连接清扫罩和气体增压管路，由油缸带动其移动，给清扫罩供高压气体或吸收清扫后的气体，阀门A1、A2、B1和B2安装在气体增压管路上，通过开闭切换来改变高压气体在管路中的流向，实现上部清扫罩和下部清扫罩喷气和吸气工作方式的切换。解决烟气换热器GGH(Gas Gas Heater)使用过程中因换热栅积灰而出现堵塞造成GGH两侧烟气差压升高进而影响了整个脱硝***运行有效性和安全性的问题。

作为本发明的一种改进，所述上部清扫管路和下部清扫管路上均设置有滤网。上下管道的滤网为可更换结构，起到将清扫气体过滤的作用，避免清扫出的灰尘再次进入反应炉。

作为本发明的一种改进，所述上部清扫罩和下部清扫罩的结构均设置为罩式结构。

作为本发明的一种改进，所述上部清扫罩和下部清扫罩均包含罩体和气体管道两部分结构，当清扫罩用于高压喷气清扫时，高压气体从气体管道喷出，当清扫罩用于吸气清扫时，将通过罩体收集吹扫过来的高压气体并将其送入气体管道。

作为本发明的一种改进，所述罩体宽度和换热栅的宽度一致，长度沿换热栅旋转切线方向安装，可以最大程度的将对面喷吹出来的高压清扫气体收集起来。

一种在线循环清扫装置的清扫方法，所述方法如下：

当采用上部清扫罩做喷气清扫、下部清扫罩做吸气清扫的工作方式时，将阀门A1和A2打开，阀门B1和B2关闭，风机启动后从风机出口产生的高压气体经气体增压管路、阀门A1、滤网、上部清扫管路到达上部清扫罩，高压气体在GGH垂直方向从上而下完成对换热栅的清扫后被吸入下部清扫罩，在经由下部清扫管路、滤网、阀门A2、气体增压管路进入风机入口，从而完成循环清扫；

当采用下部清扫罩做喷气清扫、上部清扫罩做吸气清扫的工作方式时，将阀门B1和B2打开，阀门A1和A2关闭，风机启动后从风机出口产生的高压气体经气体增压管路、阀门B1、滤网、下部清扫管路到达下部清扫罩，高压气体在GGH垂直方向从下而上完成对换热栅的清扫后被吸入上部清扫罩，在经由上部清扫管路、滤网、阀门B2、气体增压管路进入风机的入口，从而完成循环清扫，为保证高压清扫气体完成对GGH栅体的清扫后能大部分气体被循环管路吸回。

当清扫装置处于停止状态下，风机停止运转，阀门A1、A2、B1和B2处于关闭状态，上部清扫油缸和下部清扫油缸处于清扫原位，上部清扫罩和下部清扫罩在GGH换热栅外部，且在垂直方向上重合。

由于换热栅运行速度会变化，为保证换热器在线循环清扫装置清扫的有效性，提出一种清扫控制方法，其特征在于，所述方法如下：

设清扫罩在对最外层换热栅进行清扫时，在标准转速N情况下需要清扫的标准时间为T，当GGH的转速调为Nn(当清扫到第n个换热栅时的转速)时，则对该位置的换热栅清扫时间需要调整为

当清扫罩在最外圈停留T时间完成对隔热栅的清扫后，由上部清扫油缸和下部清扫油缸分别沿轴心方向同步推动上部清扫罩和下部清扫罩位移D距离，开始对第1层换热栅进行清扫，所需时间

当完成清扫后，油缸推动清扫罩位移D距离，对第2层换热栅进行清扫，所需时间

以此类推，直至完成对最后一层的清扫，这时通过改变阀门A1、A2、B1和B2的状态实现清扫罩喷气和吸气状态的切换，对里面第n层换热栅进行清扫，所需时间

当完成清扫后，由上部清扫油缸和下部清扫油缸分别沿轴心方向同步拉动上部清扫罩和下部清扫罩位移D距离，对第(n-1)层换热栅进行清扫，所需时间

以此类推，直至完成对最外层的清扫；

一个周期清扫完成后，上部清扫油缸和下部清扫油缸分别将上部清扫罩和下部清扫罩置于原位，停止风机运行，关闭所有阀门，并检查和清扫滤网，准备下一个周期的在线清扫。

相对于现有技术，本发明具有如下优点，1)该技术方案利用脱硫脱销反应炉内的烟气作为清扫介质，减少对外部高压气体的需求，减少炉内热损耗；2)通过气体管路和阀门控制，可以实现GGH上下两边同时进行清扫，对换热栅污染面既能喷吹又能抽吸，提高清扫效果；3)通过油缸检测装置精确定位清扫罩位置，避免清扫死角；4)清扫出的污染物被清扫器滤网阻隔，避免再次进入GGH造成污染；5)可以根据工艺变化自动的计算出清扫时间和清扫位置，确保清扫的均匀和高效。

附图说明

图1烟气换热器在线清扫装置的结构图；

图2清扫罩结构示意图(俯视图、侧视图和仰视图)；

图3上部喷气清扫示意图；

图4下部喷气清扫示意图；

其中：1-GGH转子；2-GGH换热栅；3-气体增压管路；4-滤网；5-上部清扫油缸；6-上部清扫管路；7-支撑支架；8-上部清扫罩；9-下部清扫油缸；10-下部清扫管路；11-下部清扫罩；12-罩体；13-气体管道。

具体实施方式：

为了加深对本发明的理解，下面结合附图对本实施例做详细的说明。

实施例1：参见图1-图4，一种换热器在线循环清扫装置，所述装置包括增压风机、液压控制***、阀门A1、A2、B1和B2、气体增压管路3、上部清扫油缸5、上部清扫管路6、支撑支架7、上部清扫罩8、下部清扫油缸9、下部清扫管路10和下部清扫罩11。

所述上部清扫油缸5和下部清扫油缸9均带有位置检测装置，由液压控制***精确控制其伸缩长度，使上部清扫罩8和下部清扫罩11在烟气换热器即GGH周围能同步精确定位，上部清扫管路6和下部清扫管路10为伸缩结构，用于连接清扫罩和气体增压管路，由油缸带动其移动，给清扫罩供高压气体或吸收清扫后的气体，阀门A1、A2、B1和B2安装在气体增压管路3上，通过开闭切换改变高压气体在管路中的流向，实现上部清扫罩8和下部清扫罩11喷气和吸气工作过程的切换。

所述上部清扫管路6和下部清扫管路10上均设置有滤网4。上下管道的滤网为可更换结构，起到将清扫气体过滤的作用，避免清扫出的灰尘再次进入反应炉。

所述上部清扫罩8和下部清扫罩11的结构均设置为罩式结构。

所述上部清扫罩8和下部清扫罩11均包含罩体12和气体管道13两部分结构，当清扫罩用于高压喷气清扫时，高压气体从气体管道13喷出，当清扫罩用于吸气清扫时，将通过罩体收集吹扫过来的高压气体并将其送入气体管道。

所述罩体13宽度和换热栅的宽度一致，长度沿换热栅旋转切线方向安装，可以最大程度的将对面喷吹出来的高压清扫气体收集起来。

实施例2：参见图1-图4，一种在线循环清扫装置的清扫方法，所述方法如下：

当采用上部清扫罩8做喷气清扫、下部清扫罩11做吸气清扫的工作方式时，将阀门A1和A2打开，阀门B1和B2关闭，风机启动后从风机出口产生的高压气体经气体增压管路3、阀门A1、滤网4、上部清扫管路6到达上部清扫罩8，高压气体在GGH垂直方向从上而下完成对换热栅的清扫后被吸入下部清扫罩11，在经由下部清扫管路10、滤网4、阀门A2、气体增压管路3进入风机入口，从而完成循环清扫；

当采用下部清扫罩11做喷气清扫、上部清扫罩8做吸气清扫的工作方式时，将阀门B1和B2打开，阀门A1和A2关闭，风机启动后从风机出口产生的高压气体经气体增压管路3、阀门B1、滤网4、下部清扫管路10到达下部清扫罩11，高压气体在GGH垂直方向从下而上完成对换热栅的清扫后被吸入上部清扫罩8，在经由上部清扫管路6、滤网4、阀门B2、气体增压管路3进入风机的入口，从而完成循环清扫。为保证高压清扫气体完成对GGH栅体的清扫后能大部分气体被循环管路吸回。

当清扫装置处于停止状态下，风机停止运转，阀门A1、A2、B1和B2处于关闭状态，上部清扫油缸5和下部清扫油缸9处于清扫原位，上部清扫罩8和下部清扫罩11在GGH换热栅外部，且在垂直方向上重合，如图1所示。

由于换热栅运行速度会变化，为保证换热器在线循环清扫装置清扫的有效性，提出一种清扫控制方法，所述方法如下：

设清扫罩在对最外层换热栅进行清扫时，在标准转速N情况下需要清扫的标准时间为T，当GGH的转速调为Nn(当清扫到第n个换热栅时的转速)时，则对该位置的换热栅清扫时间需要调整为

当清扫罩在最外圈停留T时间完成对隔热栅的清扫后，由上部清扫油缸和下部清扫油缸分别沿轴心方向同步推动上部清扫罩和下部清扫罩位移D距离，开始对第1层换热栅进行清扫，所需时间

当完成清扫后，油缸推动清扫罩位移D距离，对第2层换热栅进行清扫，所需时间

以此类推，直至完成对最后一层的清扫，这时通过改变阀门A1、A2、B1和B2的状态实现清扫罩喷气和吸气状态的切换，对里面第n层换热栅进行清扫，所需时间

当完成清扫后，由上部清扫油缸和下部清扫油缸分别沿轴心方向同步拉动上部清扫罩和下部清扫罩位移D距离，对第(n-1)层换热栅进行清扫，所需时间

以此类推，直至完成对最外层的清扫；

一个周期清扫完成后，上部清扫油缸和下部清扫油缸分别将上部清扫罩和下部清扫罩置于原位，停止风机运行，关闭所有阀门，并检查和清扫滤网，准备下一个周期的在线清扫。

工作原理：参照图1，在线循环式换热器清扫装置的结构图如图1所示，烟气净化反应炉内的GGH由多圈成同心圆结构的GGH换热栅2构成，转子左边为热端，右边为冷端，待净化烟气为低温状态，从烟气净化反应炉右边进入换热栅，如图1箭头方向所示，烟气在反应炉通过化学反应净化后变为高温气体再从烟气净化反应炉左边经换热栅流出，气流方向如图1箭头所示。换热栅2绕着转子1顺时针转动(俯视)，将被高温烟气加热后的热端换热栅顺时针转到冷端去加热待净化的烟气，从而完成换热过程。为解决污染物对换热栅造成的污染问题，提高对GGH换热栅清扫的有效性，提出一种在线循环式换热器清扫装置，该装置主要由增压风机、液压控制***、阀门A1、A2、B1和B2、气体增压管路3、滤网4、上部清扫油缸5、上部清扫管路6、支撑支架7、上部清扫罩8、下部清扫油缸9、下部清扫管路10和下部清扫罩11等构成。本实施例中气体增压管路和清扫管路直径15CM，增压风机在管路里产生的风压达到0.9MPa。上部清扫油缸5和下部清扫油缸9均带有位置检测装置，由液压控制***精确控制其伸缩长度，使上部清扫罩8和下部清扫罩11在GGH中能同步精确定位。上部清扫管路6和下部清扫管路10为伸缩结构，用于连接清扫罩和气体增压管路，由油缸带动其移动，给清扫罩供高压气体或吸收清扫后的气体。阀门A1、A2、B1和B2安装在气体增压管路3上，本例中设置当采用上部清扫罩8做喷气清扫、下部清扫罩11做吸气清扫时，将阀门A1和A2打开，阀门B1和B2关闭。当采用下部清扫罩11做喷气清扫、上部清扫罩8做吸气清扫时，将阀门B1和B2打开，阀门A1和A2关闭。参照图2，设计和制造上部清扫罩8和下部清扫罩11，当清扫罩用于高压喷气清扫时，高压气体从气体管道13喷出，当清扫罩用于吸气清扫时，将通过罩体收集吹扫过来的高压气体并将其送入气体管道，罩体13宽度和换热栅的宽度一致，长度沿换热栅旋转切线方向安装，可以最大程度的将对面喷吹出来的高压清扫气体收集起来。上下管道的滤网为可更换结构，起到将清扫气体过滤的作用，避免清扫出的灰尘再次进入反应炉。

当清扫装置处于上部喷气、下部吸气的清扫工作状态时，如图3所示，阀门A1和A2打开，阀门B1和B2关闭，风机运转，上部清扫油缸和下部清扫油缸分别同步带动清扫罩进入GGH工作区域，由于油缸带有精确位置检测元件，因此可以确保上下两只清扫罩准确的停在特定的换热栅位置，而且两只清扫罩在GGH垂直方向上重合。此时GGH下部的换热栅内气体被处于负压的下部清扫罩吸入，经下部清扫管路、滤网、气体增压管路、阀门A2进入风机入口，通过风机加压，形成高压清扫气体，由风机出口经阀门A1、气体增压管路、滤网和上部清扫管路到达上部清扫罩，由上而下对换热栅进行高压气体清扫，清扫气体流向图如图3虚线箭头所示。所产生的含尘气体再被下部清扫罩吸入，清扫气体如此反复利用，达到循环清扫效果。当清扫装置处于下部喷气、上部吸气的清扫状态时，如图4所示，阀门A1和A2关闭，阀门B1和B2打开，风机运转，上部清扫油缸和下部清扫油缸分别同步带动清扫罩进入GGH工作区域，由于油缸带有精确位置检测元件，因此可以确保上下两只清扫罩准确的停在特定的换热栅位置，而且两只清扫罩在GGH垂直方向上重合。此时GGH上部的换热栅内气体被处于负压的上部清扫罩吸入，经上部清扫管路、滤网、气体增压管路、阀门B2进入风机入口，通过风机加压，形成高压清扫气体，由风机出口经阀门B1、气体增压管路、滤网和上部清扫管路到达下部清扫罩，由下而上对换热栅进行高压气体清扫，清扫气体流向图如图4虚线箭头所示。所产生的含尘气体被下部清扫罩吸入，如此反复利用，达到循环清扫效果。在完成一块区域的换热栅清扫工作后，上部清扫油缸和下部清扫油缸再分别同步带动清扫罩到达下一个换热栅位置进行清扫。

在本实施例中，GGH的标准转速N为1圈/分钟、换热栅间的间距D为0.4米、GGH转子的半径R为3米，为确保在一个清扫周期内每面换热栅受到相同时间和强度的清扫，需要控制***根据GGH的转速N、换热栅间的间距D、GGH转子的半径R和清扫罩的当前位置来控制清扫时间和油缸的位置，提高在线清扫装置清扫的有效性。设清扫罩在对最外层换热栅进行清扫时，需要的标准清扫时间T为4分钟，当清扫罩在最外圈停留4时间完成对隔热栅的清扫后，由上部清扫油缸和下部清扫油缸分别沿轴心方向同步推动上部清扫罩和下部清扫罩位移0.4米距离，对第1层换热栅进行清扫，此时GGH转速变为0.8N，则所需时间

当完成清扫后，油缸推动清扫罩位移0.4米距离，对第2层换热栅进行清扫，此时GGH转速变为1.2N，所需时间

以此类推，直至完成对最后一层的清扫。这时通过改变阀门A1、A2、B1和B2的状态实现清扫罩喷气和吸气工作状态的切换，对里面第n层换热栅进行清扫，所需时间

当完成清扫后，由上部清扫油缸和下部清扫油缸分别沿轴心方向同步拉动上部清扫罩和下部清扫罩位移0.4米距离，对第(n-1)层换热栅进行清扫，所需时间

以此类推，直至完成对最外层的清扫。

一个周期清扫完成后，上部清扫油缸和下部清扫油缸分别将上部清扫罩和下部清扫罩置于原位，停止风机运行，关闭所有阀门，并检查和清扫滤网，准备下一个周期的在线清扫。

需要说明的是上述实施例，并非用来限定本发明的保护范围，在上述技术方案的基础上所作出的等同变换或替代均落入本发明权利要求所保护的范围。

Claims (7)

1.一种换热器在线循环清扫装置，其特征在于，所述装置包括由增压风机、液压控制***、阀门A1、A2、B1和B2、气体增压管路、上部清扫油缸、上部清扫管路、支撑支架、上部清扫罩、下部清扫油缸、下部清扫管路和下部清扫罩。

所述上部清扫油缸和下部清扫油缸均带有位置检测信号设备，由液压控制***精确控制其伸缩长度，使上部清扫罩和下部清扫罩在烟气换热器即GGH周围能同步精确定位，上部清扫管路和下部清扫管路为伸缩结构，用于连接清扫罩和气体增压管路，由油缸带动其移动，给清扫罩供高压气体或吸收清扫后的气体，阀门A1、A2、B1和B2安装在气体增压管路上，通过开闭切换改变高压气体在管路中的流向，实现上部清扫罩和下部清扫罩喷气和吸气过程的切换。

2.根据权利要求1所述的换热器在线循环清扫装置，其特征在于，所述上部清扫管路和下部清扫管路上均设置有滤网。

3.根据权利要求1所述的换热器在线循环清扫装置，其特征在于，所述上部清扫罩和下部清扫罩的结构均设置为罩式结构。

4.根据权利要求3所述的换热器在线循环清扫装置，其特征在于，所述上部清扫罩和下部清扫罩均包含罩体和气体管道两部分结构，当清扫罩用于高压喷气清扫时，高压气体从气体管道喷出，当清扫罩用于吸气清扫时，将通过罩体收集吹扫过来的高压气体并将其送入气体管道。

5.根据权利要求4所述的换热器在线循环清扫装置，其特征在于，所述罩体宽度和换热栅的宽度一致，长度沿换热栅运行旋转切线方向安装。

6.采用权利要求1-5所述在线循环清扫装置的清扫方法，其特征在于，所述方法如下：

当采用上部清扫罩做喷气清扫、下部清扫罩做吸气清扫时，将阀门A1和A2打开，阀门B1和B2关闭，风机启动后从风机出口产生的高压气体经气体增压管路、阀门A1、滤网、上部清扫管路到达上部清扫罩，高压气体在GGH垂直方向从上而下完成对换热栅的清扫后被吸入下部清扫罩，在经由下部清扫管路10、滤网、阀门A2、气体增压管路进入风机入口，从而完成循环清扫；

当采用下部清扫罩做喷气清扫、上部清扫罩做吸气清扫时，将阀门B1和B2打开，阀门A1和A2关闭，风机启动后从风机出口产生的高压气体经气体增压管路、阀门B1、滤网、下部清扫管路到达下部清扫罩，高压气体在GGH垂直方向从下而上完成对换热栅的清扫后被吸入上部清扫罩，在经由上部清扫管路、滤网、阀门B2、气体增压管路进入风机的入口，从而完成循环清扫，保证高压清扫气体完成对GGH栅体的清扫后能大部分气体被循环管路吸回。

当清扫装置处于停止状态下，风机停止运转，阀门A1、A2、B1和B2处于关闭状态，上部清扫油缸和下部清扫油缸处于清扫原位，上部清扫罩和下部清扫罩在GGH换热栅外部，且在垂直方向上重合。

7.换热器在线循环清扫装置的控制方法，其特征在于，所述方法如下：

设清扫罩在对最外层换热栅进行清扫时，在标准转速N情况下需要清扫的标准时间为T，当GGH的转速调为Nn(当清扫到第n个换热栅时的转速)时，则对该位置的换热栅清扫时间需要调整为

当清扫罩在最外圈停留T时间完成对隔热栅的清扫后，由上部清扫油缸和下部清扫油缸分别沿轴心方向同步推动上部清扫罩和下部清扫罩位移D距离，开始对第1层换热栅进行清扫，所需时间

当完成清扫后，油缸推动清扫罩位移D距离，对第2层换热栅进行清扫，所需时间

以此类推，直至完成对最后一层的清扫，这时通过改变阀门A1、A2、B1和B2的状态实现清扫罩喷气和吸气状态的切换，对里面第n层换热栅进行清扫，所需时间

当完成清扫后，由上部清扫油缸和下部清扫油缸分别沿轴心方向同步拉动上部清扫罩和下部清扫罩位移D距离，对第(n-1)层换热栅进行清扫，所需时间

以此类推，直至完成对最外层的清扫；

一个周期清扫完成后，上部清扫油缸和下部清扫油缸分别将上部清扫罩和下部清扫罩置于原位，停止风机运行，关闭所有阀门，并检查和清扫滤网，准备下一个周期的在线清扫。

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