一种智能换热器及其自动在线清洗方法与流程

1.本发明属于换热器技术领域，具体涉及一种智能换热器及其自动在线清洗方法。


背景技术：

2.管式(又称管壳式、列管式)换热器是典型的间壁式换热器，它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。在管式换热器中，如果一根换热管有污垢沉积，此管的局部阻力增大，则流量受到限制，流速降低，介质就向其它换热管分配，使换热器内每根管子的阻力重新平衡，使得沉积了的污垢的管子的流速越来越低，越易沉积，最后完全堵死。现有方法中，通常采用拆卸两端封头，人工疏通管子，这种方法需要整个换热系统停机且人工疏通费时费力。


技术实现要素：

3.技术问题：针对现有技术中存在的上述问题，本发明所要解决的技术问题在于提供一种智能换热器及其自动在线清洗方法实现换热管的在线清洗，减少换热管内污垢堆积，提高换热器换热效果。
4.技术方案：为了解决上述技术问题，本发明采用的技术方案如下：
5.一种智能换热器，包括壳体、设置在所述壳体内用于流通第一换热介质的换热管组以及与所述壳体连接的第一管板和第二管板，所述第一管板上连接有两个以上的第一封头，所述第二管板上连接有两个以上且与所述第一封头对应的第二封头，所述第一封头上设有第一截止阀，多个所述第一截止阀均与第一进液管连接，所述第一换热介质通过多个第一封头分别进入所述换热管组，所述第二封头上设有第二截止阀，多个所述第二截止阀均与第一出液管连接，所述第一换热介质在换热管组换热后分别从多个所述第二封头进入第一出液管。
6.优选的，所述第一进液管通过反冲洗管与所述第一出液管连接，所述反冲洗管上设有反冲洗阀，所述第一进液管上设有用于排污的反冲洗排污阀，所述第一进液管上设有用于控制第一换热介质进入第一封头的第三截止阀，所述第一出液管上设有第四截止阀。
7.优选的，所述第一封头数量为4个，4个第一封头对称设置在所述第一管板上将第一管板分成四个面积相等区域，所述第一封头出口端呈扇形。
8.优选的，所述第一封头上设有第一温度计，所述第二封头上设有第二温度计。
9.优选的，所述壳体上设有与第一截止阀、第二截止阀、第三截止阀、第四截止阀、反冲洗阀和反冲洗排污阀均电连接的控制器，所述第一温度计和第二温度计均与控制器电连接。
10.优选的，所述反冲洗排污阀出口端通过连通管与所述第一出液管连接，所述连通管上设有过滤器。
11.本发明还提供了一种智能换热器自动在线清洗方法，使用了上述的智能换热器，
换热器正常工作状态下，反冲洗阀和反冲洗排污阀关闭，第三截止阀、第一截止阀、第二截止阀和第四截止阀均打开，第一换热介质从第一进液管通过多个第一封头进入换热管组，换热管组分为与第一封头对应的多个区域，经过换热后第一换热介质从多个第二封头进入第一出液管；在线清洗分为分区域冲刷和分区域反冲洗；
12.当需要对换热管组分区域冲刷时，换热管组中不需要冲刷区域对应的第一封头上的第一截止阀关闭，需要被冲刷区域对应的第一封头上的第一截止阀打开，第一换热介质在流通管径缩小后压强增大流速增加，利用增压增速后的第一换热介质对换热管组部分换热管进行冲刷，实现换热器在线分区域冲刷；
13.当需要对换热管组分区域反冲洗时，控制器控制第三截止阀和第四截止阀关闭，控制反冲洗阀和反冲洗排污阀打开，换热管组中不需要反冲洗区域对应的第二封头上的第二截止阀关闭，与关闭的第二截止阀对应的第一截止阀也关闭，需要被反冲洗区域对应的第二封头上的第二截止阀打开，与打开的第二截止阀对应的第一截止阀也打开，第一换热介质从反冲洗管通过第二封头进入换热管组，在换热的同时对换热管组进行反冲洗，然后通过反冲洗排污阀和连通管再进入第一出液管，实现换热器在线分区域反冲洗；
14.当多个第二温度计中的一个测量的温度值与所有第二温度计测量的温度平均值的偏差大于偏离值时，则进行分区域冲刷，当多个第二温度计测量的温度值均小于预设值时，则进行分区域反冲洗。
15.有益效果：与现有技术相比，本发明具有以下优点：1、通过设置多个封头将换热管组的换热管分为多个区域，利用截止阀控制第一封头通断，能够自动利用增压增速后的换热介质对封头对应区域的换热管进行在线冲刷，减少污垢的堆积，冲刷效果好且无需停机；2、通过反冲洗管和反冲洗阀，利用截止阀控制第二封头通断，能够自动利用增压增速后的换热介质对封头对应区域的换热管进行在线反冲洗，减少污垢的堆积，反冲洗效果好且无需停机；3、通过设置温度计，对换热后的温度进行监测，通过监测温度控制在线清洗方式，提高换热器工作效率和工作效果。
附图说明
16.图1是本发明结构示意图；
17.图2是第一封头处主视结构示意图。
具体实施方式
18.下面结合具体实施例，进一步阐明本发明，实施例在以本发明技术方案为前提下进行实施，应理解这些实施例仅用于说明本发明而不用于限制本发明的范围。
19.如图1和2所示，一种智能换热器，包括壳体1、换热管组2、第一管板3和第二管板4，第一管板3和第二管板4分别设置在壳体1两端，换热管组2设置在壳体1内，换热管组2包括用于流通第一换热介质的多根换热管，换热管一端连接在第一管板3上，另一端连接在第二管板4上，壳体1上设有用于流通第二换热介质的第二介质进口12和第二介质出口11，第一换热介质和第二换热介质在换热管上完成热交换。
20.如图1和2所示，第一管板3上连接有4个第一封头5，第一管板3为圆形板，4个第一封头5对称设置在第一管板3上将第一管板3分成四个面积相等区域，换热管组2分为四个扇
形区域，每个第一封头5对应一个扇形区域，第一封头5一端上设有第一截止阀51，4个第一封头5分别通过第一截止阀51与第一进液管52连接，第一封头5出口端呈扇形，第一封头5的出口端通过螺栓与第一管板3可拆卸连接，从而4个第一封头5将第一管板3封住，第一换热介质从第一进液管52通过4个第一封头5分别进入对应扇形区域的换热管内；第二管板4上连接有4个第二封头6，第二封头6与第一封头5一一对应且结构对称，每个第二封头6尾端上均设有第二截止阀61，多个第二截止阀61均与第一出液管62连接，第一换热介质在换热管组2换热后分别从对应的第二封头6进入第一出液管62，第一出液管62上设有第四截止阀621，第一换热介质从第四截止阀621排出。
21.如图1和2所示，第一进液管52上设有用于控制第一换热介质进入第一封头5的第三截止阀521，在第三截止阀521的前端第一进液管52通过反冲洗管7与第一出液管62连接，反冲洗管7上设有反冲洗阀71，第一进液管52上设有用于排污的反冲洗排污阀72，反冲洗后的第一换热介质从反冲洗排污阀72排出，反冲洗排污阀72出口端通过连通管74与第一出液管62连接，连通管74上设有过滤器741，从而反冲洗后的第一换热介质通过过滤器741过滤后也进入第一出液管62排出。
22.如图1所示，第一封头5上设有第一温度计53，第一温度计53用于测量所在第一封头5内液体温度，第二封头6上设有第二温度计63，用于测量所在第二封头6内液体温度，可以测量换热后液体的温度数据。壳体1上设有控制器8，控制器8采用现有的plc控制器，控制器8与第一截止阀51、第二截止阀61、第三截止阀521、第四截止阀621、反冲洗阀71和反冲洗排污阀72均电连接，控制器8可以控制所有阀门的开关，第一温度计53和第二温度计63均与控制器8电连接，用于将温度数据发送到控制器8。
23.一种智能换热器自动在线清洗方法，换热器用在海水与淡水的换热中，第二换热介质为淡水走壳程，第一换热介质为海水走管程，由于海水中有泥沙和杂质，在换热管中长时间运行容易造成管子堵塞，换热器正常工作状态下，反冲洗阀71和反冲洗排污阀72关闭，第三截止阀521、第一截止阀51、第二截止阀61和第四截止阀621均打开，第一换热介质从第一进液管52通过多个第一封头5进入换热管组2，换热管组2分为与第一封头5对应的多个区域，经过换热后第一换热介质从多个第二封头6进入第一出液管62。
24.在线清洗分为分区域冲刷和分区域反冲洗，当需要对换热管组2分区域冲刷时，换热管组2中不需要冲刷区域对应的第一封头5上的第一截止阀51关闭，需要被冲刷区域对应的第一封头5上的第一截止阀51打开，例如四个第一封头5中三个第一截止阀51关闭，只有一个第一截止阀51打开，第一换热介质通过该打开的第一截止阀51进入该第一封头5对应的换热管组2的部分管路，第一换热介质在流通管径缩小后压强增大流速增加，利用增压增速后的第一换热介质对换热管组2部分换热管进行冲刷，通过同样方式依次单独打开不同封头上的第一截止阀51，换热管组2多个区域依次冲刷，实现换热器在线分区域冲刷。在线分区域冲刷可通过控制器8控制定时进行。
25.当需要对换热管组2分区域反冲洗时，控制器8控制第三截止阀521和第四截止阀621关闭，控制反冲洗阀71和反冲洗排污阀72打开，换热管组2中不需要反冲洗区域对应的第二封头6上的第二截止阀61关闭，与关闭的第二截止阀61对应的第一截止阀51也关闭，需要被反冲洗区域对应的第二封头6上的第二截止阀61打开，与打开的第二截止阀61对应的第一截止阀51也打开，第一换热介质从反冲洗管7通过第二封头6进入换热管组2，增压增速
后的第一换热介质在换热的同时对换热管组2进行反冲洗，然后通过反冲洗排污阀72和连通管74再进入第一出液管62，实现换热器在线分区域反冲洗。
26.当4个第二温度计63中的一个测量的温度值与4个第二温度计63测量的温度值平均值的偏差大于偏离值时，例如4个第二温度计63测量的温度值平均值为35℃，偏离值设定为3℃，某个第二温度计63测量的温度值为31.5℃，则对该第二温度计63所在第二封头6对应的区域进行在线冲刷，减少该区域阻塞，提高该区域换热效果；当4个第二温度计63测量的温度值大于预设值时，例如，预设值为32℃，4个第二温度计63测量的温度值均小于32℃时，通过控制多个阀门的开关依次对换热管组2的每个区域进行分区域反冲洗，减少换热管阻塞提高换热管换热效果。
27.以上仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以作出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。