易清垢的换热盘管式高效加热炉的制作方法
【技术领域】
[0001] 本发明属于石油、化工行业和民用加热炉领域，具体涉及一种易清垢的换热盘管 式高效加热炉。
【背景技术】
[0002] 目前，我国工业和民用锅炉的介质管(换热盘管）容易结垢，尤其在矿化度较高环 境下使用的介质管结垢问题非常严重。结垢后的介质管热传导率会大大降低;如果带垢继 续使用，介质的加温效果会越来越差，能耗也随之越来越高，介质管的表面还会因结垢而产 生包块，甚至穿孔而使其寿命缩短。介质管清垢问题一直困扰着锅炉厂家和锅炉用户。目前 行业内主要采用以下几种清垢方法，1、采用酸(碱)洗法清垢，虽然能清除大部分垢，但由于 此法操作时难以把握酸(碱)浓度造成清垢不彻底，且介质管极易受到酸(碱)腐蚀，缩短了 介质管的寿命，此外对环保不利，极易造成环境污染;2、采用机械清垢法，由于介质管弯头 多不宜实现;3、电磁清垢法，效果也不理想。因此现在急需一种操作简便、清垢后效果好的 清垢方法或者具有能够为清垢提供方便的换热盘管；同时现有的锅炉由于结构设计问题 (比如锅炉因压力而导致体积受限)存在热传递效率低、能耗高的缺陷。
【发明内容】
[0003] 针对现有技术的上述缺陷，本发明的首要目的是提供一种可拆卸易清垢的换热盘 管，解决现有技术清垢操作繁琐、清垢效果不佳、容易造成环境污染以及换热盘管寿命短的 缺陷；其次本发明还提供了一种安装上述可拆卸易清垢换热盘管的加热炉，除了解决上述 技术问题之外，还可以提高锅炉整体的热效率，降低能耗。
[0004] 首先本发明提供一种易清垢的换热盘管，其技术方案是:包括间隔并排布置的一 排或者多排直管组，所述多排直管组之间依次通过连通管实现连接;所述每排直管组包括 间隔并排布置的多支直管，所述多支直管之间依次通过直管连通管实现并联或串联;所述 直管至少一端的端部为活动开口结构且其上安装可拆卸的封堵件。即将换热盘管设计为直 管组且各直管的端部设计为可拆卸结构，便于打开清垢。上述换热盘管适合安装在被加热 介质可直接加热的锅炉（比如热水、蒸汽锅炉）中，即将换热盘管直接安装在炉体中，通过燃 料燃烧直接加热换热盘管中的被加热介质实现换热升温。
[0005] 其次，本发明提供另外一种易清垢的换热盘管，在上述技术方案的基础上，所述换 热盘管还包括套装在各直管外部的各加热套管，所述加热套管的两端封闭，所述直管贯穿 加热套管且两端分别伸出加热套管，所述加热套管与直管之间形成环空;所述各加热套管 之间通过加热套管连通管实现并联或串联。上述换热盘管适合安装在被加热介质需间接加 热的锅炉（比如原油加热锅炉冲，即可以在加热套管和直管分别注入加热介质和被加热介 质，通过燃料燃烧直接加热加热套管中的加热介质，然后通过加热介质和被加热介质换热 实现被加热介质的升温。
[0006] 上述两种方式的换热盘管中的直管组可以为横向直管组或者竖向直管组，即根据 实际情况，选择为卧式或者立式布局，比如卧式布局时直管组选择横向直管，此时直管连通 管相应的选择竖向连通管，多排时排与排之间的连通采用横向短管连通;反之立式布局时 直管组选择竖向直管时，此时直管连通管相应的选择横向连通管;直管的长度以及具体排 列形式可以根据锅炉炉体的尺寸来选择，直管连通管（以及多排之间的连通管)主要为连通 功能，因此均选择为短管形式。由于加热套管由于和直管同轴套装，因此其选型可参考直 管，保持一致即可。
[0007] 所述封堵件选择广泛，只要能实现直管(横向或竖向）两端开口结构的自由启闭即 可，比如为法兰连接的盲板，或者丝堵，或者活接式弯头，当然也可以选择其他形式的封堵 件，在此不 列举。
[0008] 接着，本发明提供一种安装第二种换热盘管用于间接加热的高效加热炉，其技术 方案是：
[0009] 包括炉体，所述炉体通过隔板间隔为高温加热炉体和低温加热炉体;所述高温加 热炉体上连接燃烧器，所述隔板上设有排烟口将高温加热炉体和低温加热炉体连通;所述 低温加热炉体外部连接外烟道管线、内部安装有内烟道管线，所述内烟道管线由一支或者 多支烟道管串联组成，所述烟道管包括外管以及其内部安装的多根内管且与外管之间形成 环空，所述多支烟道管的内管依次连接后两端分别与排烟口和外烟道管线连接；
[0010] 所述高温加热炉体和低温加热炉体内分别设有高温加热套管组和低温加热套管 组，且高温加热套管组和低温加热套管组互不连通;所述高温加热套管组和低温加热套管 组均包括一排或者间隔并排布置的多排加热套管直管组，所述多排加热套管直管组之间依 次通过加热套管连通管实现连接;所述每排加热套管直管组包括间隔并排布置多支直管型 的加热套管，所述多支加热套管之间依次通过加热套管连通管实现并联或串联;所述低温 加热套管组与内烟道管线中的烟道管外管之间也依次通过加热套管连通管实现并联或串 联；
[0011] 所述高温加热套管组和低温加热套管组中的各支加热套管内均套装直管型的被 加热介质管且二者之间形成环空，所述被加热介质管两端分别伸出加热套管且至少一端的 端部为活动开口结构，开口结构上安装可拆卸的封堵件;所述高温加热套管组和低温加热 套管组中各支被加热介质管依次通过两端的被加热介质管连通管迂回串联为被加热介质 流动管线，且低温加热套管组首端的被加热介质管上连接被加热介质进口，高温加热套管 组中末端的被加热介质管上连接被加热介质出口。
[0012] 上述高效加热炉的工作原理如下：炉体被隔板分割为独立的高温区和低温区，即 高温加热炉体和低温加热炉体，其中高温加热炉体中采用燃料燃烧直接换热，低温加热炉 体采用烟气余热换热。具体流程如下：
[0013] (1)、烟气流程:在加热套管的环空和烟道管环空内分别注入加热介质，比如导热 油、水以及超导液等;将被加热介质进口和被加热介质出口分别与被加热介质管线连接;通 过燃烧器点火，燃料在高温加热炉体内燃烧，直接对高温加热炉体内的加热套管加热，燃烧 产生的烟气通过排烟口进入内排烟管线中，在内排烟管线中依次通过各个排烟管的内管以 及排烟管连通管进入外排烟管线。
[0014] ( 2 )、加热介质流程：高温加热炉体中加热套管内的加热介质直接被炉火一次加 热，低温加热炉体中烟道管外管内的加热介质被烟气一次加热，由于烟气和温度较低的被 加热介质换热，因此烟气温度可以被控制降低至设定排放温度之下，对环保十分有利；同时 低温加热炉体和高温加热炉体中加热介质的换热方式不同，因此加热介质温度会呈现一定 的梯度，即低温加热炉体中加热介质温度较高温加热炉体中加热介质温度低。
[0015] (3)、被加热介质流程:被加热介质通过被加热介质进口连续依次进入低温加热炉 体和高温加热炉体各支被加热介质管，其中在低温加热炉体中，被加热介质与被烟气加热 的加热