专利名称：一种大型管壳类换热设备管束的高温裂解除垢设备及除垢方法
技术领域：
本发明涉及石油、化工、电力、轻工、制药、制冷等行业所使用的管壳类换热器类设备的清洗除垢。
背景技术：
在石油、化工等行业，管壳类换热器被广泛采用，这种大型管壳类换热设备管束在使用中是要定期清洗保养，以保证它的热交换效率。目前应用较多的技术主要是高压水清洗，其水压往往达到50～200MPA，对水垢类壳程结垢也有用化学清洗，机械转杆清理等几种方法。在炼油、乙烯等行业的工艺运行中高分子链的介质较多，在运行过程中由于各种因素，经常发生换热管束的管程被粘稠或坚硬的物料堵塞，用常规的高压水射流技术难以处理，也无法用化学清洗方法及机械转杆清理方法，往往由于现场对这类设备的堵塞问题处理不了，对装置运行产生较大的影响，人们长期来对这类大型设备的堵塞束手无策，最后只能是将其废弃。
发明内容
本发明的目的是提供一种大型管壳类换热设备管束的高温裂解除垢设备及除垢方法，它能将大型管壳类换热设备管束内的粘稠、坚硬的碳氢结垢物炭化而易于清洗，同时要保证设备的安全。
本发明的技术解决方案是一种大型管壳类换热设备管束的高温裂解除垢设备，它有一个保温隔热箱体，箱体内壁上设置有加热装置，温差监控装置，箱体内空间温度分布均匀调节装置，以及箱体内有换热设备管束的承载装置。
以上所述箱体内壁上设置的加热装置为电阻加热丝的电加热器。
本发明所述的温差监控装置为箱体内不少于6个分散点设置的测温热电偶。
以上本发所述的箱内空间温度分布均匀调节装置是箱体内上部设置的出风管道，出风管道与箱体外的耐高温离心式风机出风口相接通，箱体内近下部处有抽风管道，抽风管道与风机进风口相连通。
本发明箱体内承载换热设备管束装置为鞍座式支撑的承载装置是托车，车下有自由滑动的轮，或者是轨道。
一种大型管壳类换热设备管束的高温裂解除垢的方法，是当管壳类换热设备通过本发明承载装置进入高温裂解除垢设备的箱体内后，箱体以密闭式对管壳类换热设备整体加热，根据介质在空气中的燃点一般设置在350～600℃，电加热器升温在30℃/h～50℃/h，用耐高温离心式风机系统强制式对箱体内空气循环，使箱体内温度均匀，这种均匀的温度对整体设备升温，加热均匀，并通过箱体内多处设置的测温热偶，对加热温度及各处温差进行监控，控制箱体内各处最大温差不大于20℃，加温约10-12小时后，管束内的粘稠、坚硬的碳氢结垢物炭化，变成液态流出，或分解成比较容易清理的焦粉类物质，最后用不小于40MPA的高压水对管束内部进行清洗。
由于大型管壳式换热设备结构上存在着高温下管束易变形扭曲，甚至管束与管板在温差应力作用下脱焊的现象，因此尽管一般的情况可以推导高温裂解碳化的方法除垢，但对这大型管壳类换热设备管束因为以上的原因高温裂垢除垢确束手无策。本发明的除垢关键点即是对整体设备的均匀加热控制介质加热燃烧，换热设备筒体的温度整体稳定，保证设备安全。
本发明换热器采用托车或轨道进出保温隔热箱体内方式，可以实现设备进入箱体内高温裂解、烧焦结垢物，拉出箱体外高压水清焦，连续完成各项作业，提高工作效率，本发明采用耐高温离心式风机，强制对箱体内空气循环，保证设备整体升温，加热均匀。箱体内壁设置电阻丝，电加热升温，升温速度在30℃/h-50℃/h，使金属的热膨胀稳定。本发明对管束的支撑采用自由轮式滑动的鞍座式支撑，保证管束自由膨胀，保温隔热箱体内多处设置的测温热电偶，可对加热温度及各处温差进行监控，控制箱体内各处最大温差在20℃以内。
本发明采用电加热高温裂解除垢技术，可以使粘稠、坚硬的碳氢结垢物在一定的高温下发生炭化分解。炼油、乙烯等行业的工艺运行中高分子链的介质较多，在换热器管柬中形成粘稠、坚硬的结垢用高压水射流技术及机械转杆均难以清除，往往造成设备过早的报废处理，采用本发明的设备及本方法就迎刃而解了，不同的介质结垢的炭化点是不同的，如乙烯行业丁烯高聚物的裂解炭化点在350～500℃，而炼油行业的C9以上重组分结焦物的裂解炭化点在500～600℃。
本发明的优点是它能将大型管壳类换热设备管束内的粘稠、坚硬的碳氢结垢物炭化而易于清洗，同时保证了设备的安全。
图1是本发明的设备构造示意图；图2是本发明的电加热装置位置及托车横截面构造示意图。
具体实施例方式
本发明的一种大型管壳类换热设备管束的高温裂解除垢设备，它有一个保温隔热箱体1，由于一般换热设备的规格，其直径在1米左右，长度在8米左右，所以箱体规格一般设计在2×2×10米的范围。箱体1内壁上设置有电阻加热丝5以及分布在多处的6～10支测温热电偶4，箱体1设有空间温度分布均匀调节装置，该调节装置是在箱体1内上部设置有出风管道，与箱体外的3000～5000NM3/H耐高温离心式风机6出风口相接通，箱体内近下部处有抽风管道与风机6的进风口相连通。以及箱体内有换热设备管束的承载装置，该承载装置有一个鞍座式支撑的托车3，换热设备管束2置于鞍座式支撑的托车3上，车身下有自由滑动的轮子。
本发明的除垢方法是用本发明的设备来除垢的方法当换热设备管束2置于鞍座式支撑的托车3上，并进入隔热保温箱体1内后，箱体以密闭式对管壳类换热设备整体加热，根据介质在空气中的燃点，一般设置在350～600℃，电阻丝加热升温在30℃/h～50℃/h用耐高温离心式风机6强制式对箱体内空气循环使换热设备整体升温，对加热温度及各处温差进行监控，控制箱体内各处最大温差不大于20℃，加温10～12小时后，管束内的粘稠、坚硬的碳氢结垢物炭化，最后用不小于40MPA的高压水对管束内部进行清洗。
权利要求
1.一种大型管壳类换热设备管束的高温裂解除垢设备，其特征是有一个保温隔热箱体，箱体内壁上设置有加热装置，温差监控装置，箱体设有箱内空间温度分布均匀调节装置，以及箱体内有换热设备管束的承载装置。
2.根据权利要求1所述的一种大型管壳类换热设备管束的高温裂解除垢设备，其特征是箱体内壁上设置的加热装置为电阻加热丝的电加热器。
3.根据权利要求1所述的一种大型管壳类换热设备管束的高温裂解除垢设备，其特征是温差监控装置为箱体内有不少于6个分散点设置的测温热电偶。
4.根据权利要求1所述的一种大型管壳类换热设备管束的高温裂解除垢设备，其特征是箱内空间温度分布均匀调节装置是箱体内上部设置有出风管道，与箱体外的耐高温离心式风机出风口相接通，箱体内近下部处有抽风管道与风机进风口相连通。
5.根据权利要求1所述的一种大型管壳类换热设备管束的高温裂除垢设备，其特征是箱体内承载换热设备管束装置为鞍座式支撑的承载装置是托车，车身下有自由滑动的轮，或者是轨道。
6.根据权利要求1所述设备的除垢方法，其特征是当管壳类换热设备进入箱体内后箱体以密闭式对管壳类换热设备整体加热，根据介质在空气中的燃点一般设置在350～600℃，电加热装置升温在30℃/h～50℃/h，用耐高温离心式风机系统强制式对箱体内空气循环，以使设备整体升温，加热均匀，并通过箱体内多处设置的测温热电偶，对加热温度及各处温差进行监控，控制箱体内各处最大温差不大于20℃，加温10～12小时后，管束内的粘稠、坚硬的碳氢结垢物炭化，变成液态流出，或分解成比较容易清理的焦粉类物质，最后用不小于40MPA的高压水对管束内部进行清洗。
全文摘要
本发明涉及一种大型管壳类换热设备管束的高温裂解除垢设备及除垢方法，用于石油、化工类行业所使用的管壳类换热器管束的清洗除垢，本发明公开了该设备有一个保温隔热箱体，箱体的内壁上设置有加热装置、温差监控装置，箱体设有箱内空间温度分布均匀调节装置，以及箱体内有换热设备管束的承载装置。除垢设备的除垢方法亦公开了换热设备管束的整体加热，升温稳定、均匀、确保设备的安全，且将管束内粘稠、坚硬的碳氢结构裂解炭化后，用不小于40MPA的高压水射流，将疏松的炭化物冲洗出来，完成除垢任务。本发明有效地将大型管壳类换热设备管束内的粘稠、坚硬的碳氢结垢物炭化而清洗出来，同时保证了设备的安全。
文档编号F28G13/00GK1811331SQ20051010047
公开日2006年8月2日 申请日期2005年10月21日 优先权日2005年10月21日
发明者袁柏峰, 蒋利军, 邓超群, 黄向阳, 赵军武, 刘忠峰 申请人:中国石油化工股份有限公司