[发明专利]壳管式换热器的烟垢自动清除装置

说明书

技术领域

本发明涉及壳管式换热器的烟垢清除技术领域，特别涉及一种壳管式换热器的烟垢自动清除装置。

背景技术

由各种燃烧物如燃煤、燃油等燃烧产生的高温烟气，一般都含有大量的烟灰物。在各种壳管式换热器中，当高温烟气通过换热管时，这些燃料中未完全燃烧或不可燃烧的物质就会被吸附在换热管的内表面，形成烟垢，并随着运行时间的增加，会越积越厚。这些残留物不但影响热量的传递，而且会导致被加热表面腐蚀。因此，烟垢如不及时清除，会严重影响换热效果，甚至造成换热效率大幅度下降，以致设备不能正常工作。

对壳管式换热器的烟垢清除(其实主要是对锅炉一类换热器烟垢的清除)，虽然国内外已有人工清刷或蒸汽清除等方法，近年来还发展了化学清洗剂清除烟垢，但烟垢清除率参差不齐，且一般都要停机甚至拆卸设备才能进行，难以达到理想效果。目前，我国多数电站或工业锅炉都只能听任烟垢危害，或加大换热面积，以求维持设备的运行。

但对于另外一些广泛而又专门应用的场合，像发动机尾气余热的利用，其采用的壳管式换热器，则往往不能以加大设备体积或停机、拆卸等方法来解决烟垢清除的问题。而这种余热利用正是当前开发节能技术的重要领域。例如用于渔船的一种利用发动机尾气余热的吸收式热能制冰设备，环境要求其体积小、重量轻；渔获保鲜制冰要求连续工作；而吸收式制冷要求的热源温度在320℃以上，其换热器须有较高的换热效率，换热管烟垢稍有积聚，换热效率就会迅速下降，高温烟气热交换产生的过热蒸汽便达不到热能制冷要求的温度。因此，如不在运行过程中及时清除换热管内的烟垢，设备是不可能正常工作的。

发明内容

本发明的目的在于提供一种壳管式换热器的烟垢自动清除装置；以解决壳管式换热器、特别是用于发动机尾气余热利用系统的壳管式换热器内换热管的烟垢能及时地且设备无须停机或拆卸即可有效清除的问题，保证设备连续正常工作，从而使热能利用、特别是发动机尾气余热的利用进入到实际可行的阶段。

本发明所提出的技术解决方案是这样的：一种壳管式换热器的烟垢自动清除装置，包括管形壳体，所述管形壳体为变径管，该管形壳体一端面与壳管式换热器一端面匹配紧密连接，管形壳体另一端面与烟气管一端面匹配紧密连接，其特征在于：所述管形壳体内设有靠近且平行于所述壳管式换热器内一组换热管端口平面的喷气管，该喷气管上设有一组分别正对所述各换热管端口的喷气口，一传动机构带动所述喷气管上的一组喷气口按顺序对所述壳管式换热器内全组换热管内烟垢进行喷气清除，所述传动机构通过电机及其传动轴驱动，所述喷气管通过进气管与压缩空气源相连接，电机和设在进气管上的阀门的动作通过控制器进行控制。

当所述壳管式换热器内一组换热管呈等距圆环形排布时，所述喷气管呈直角形，该喷气管的第1段位于所述壳管式换热器和所述管形壳体的中轴线上，并通过一对定位轴套和支承座活动支承在管形壳体内壁上，该喷气管的第1段与所述传动轴通过一对伞齿轮传动连接，所述喷气管的第1段下端口与进气管内端口通过套管作活动、贯通连接，所述喷气管的第2段上部开有一排一一正对等距圆环形排列的换热管端口的喷气口，且该段的末端封闭。

当所述壳管式换热器内一组换热管呈纵横向方阵式排布时，所述喷气管呈直管形且两端封闭，该喷气管中央与所述进气管的内端口贯通连接，所述喷气管上部开有一排一一正对方阵式排列的换热管端口的喷气口，一根平行于该组换热管端口平面的丝杆通过一对轴承座活动支承在所述管形壳体对称的两壁上，与该丝杆螺纹配合的丝母一侧固定有所述进气管内端部，进气管可以采用金属伸缩管，平行于该丝杆且两端分别固定在所述一对轴承座上的导向杆与所述丝母上的通孔滑动配接，所述丝杆一端与所述传动轴一端相连接。

与现有技术相比，本发明具有如下显著效果：

(1)本发明的壳管式换热器的烟垢自动清除装置串接于高温烟气出口与壳管式换热器进气口之间，其中的除垢机构仅为一管状的喷气管及其传动机构，占用空间小，基本不影响高温烟气的流通。烟垢的清除是利用外加的高压空气作为工质喷刷换热管内壁，高压空气和喷刷分离的烟尘叠加在高温烟气中被排放，不影响换热过程。因此，可在壳管式换热器的正常运行过程中将其烟垢清除，无须停机或拆卸，保证壳管式换热器连续运行中能自动清除换热管内的烟垢。