一種內(nèi)置的表面蒸發(fā)式空冷器的防結(jié)垢系統(tǒng)的制作方法
【專利摘要】一種內(nèi)置的表面蒸發(fā)式空冷器的防結(jié)垢系統(tǒng)，涉及表面蒸發(fā)式空冷器傳熱管束的結(jié)垢防治及相關(guān)節(jié)能減排、環(huán)境友好等技術(shù)領(lǐng)域。本發(fā)明通過在空冷器內(nèi)壁面、空氣入口附近設(shè)置洗塵裝置，包括洗塵噴頭、洗塵槽、相關(guān)輸送管路以及水質(zhì)檢測設(shè)備，可以有效地防止粉塵、揚(yáng)灰、粘泥等空氣中的懸浮污染物及雜質(zhì)進(jìn)入空冷器內(nèi)部，也可以降低空冷器水槽內(nèi)用水的硬度和含鹽量，使換熱管束外壁結(jié)垢腐蝕現(xiàn)象得到明顯防治。
【專利說明】
一種內(nèi)置的表面蒸發(fā)式空冷器的防結(jié)垢系統(tǒng)
技術(shù)領(lǐng)域
[0001]本發(fā)明涉及表面蒸發(fā)式空冷器傳熱管束的結(jié)垢防治及相關(guān)節(jié)能減排、環(huán)境友好等技術(shù)領(lǐng)域。
【背景技術(shù)】
[0002]表面蒸發(fā)式空冷器是石油和化工生產(chǎn)領(lǐng)域當(dāng)中常見的換熱設(shè)備，該設(shè)備通過利用傳熱管束外水膜的蒸發(fā)潛熱，強(qiáng)化對管束內(nèi)熱流體的冷卻效果。但在實(shí)際應(yīng)用中，空冷器的換熱管外壁常常會(huì)出現(xiàn)結(jié)垢現(xiàn)象，使設(shè)備的換熱效果明顯降低，無法滿足生產(chǎn)工藝的傳熱參數(shù)要求，迫使總裝置生產(chǎn)量下降，增大企業(yè)產(chǎn)量能耗。結(jié)垢現(xiàn)象若不能及時(shí)清除，還會(huì)對換熱管管壁產(chǎn)生腐蝕，影響空冷器的使用壽命。嚴(yán)重時(shí)，甚至?xí)l(fā)管束破損、流體泄漏、裝置起火爆炸等安全生產(chǎn)事故，造成難以挽回的重大損失。
[0003]造成表面蒸發(fā)式空冷器換熱管外壁結(jié)垢的原因主要有兩種。
[0004]第一種是環(huán)境因素。由于空冷器的箱體并非封閉，且通常在室外安裝。當(dāng)工作環(huán)境的粉塵、揚(yáng)灰等懸浮物雜質(zhì)較多時(shí)，會(huì)被風(fēng)機(jī)吸入空冷器內(nèi)部，在光管外壁表面或翅片間距之間沉積集聚。經(jīng)過噴淋水或雨水的淋濕后，這些雜質(zhì)會(huì)團(tuán)聚成粘泥，在積聚位置形成結(jié)垢點(diǎn)。在降雨較多的地區(qū)，雨水中溶解的鹽離子與酸性物質(zhì)也會(huì)在管壁表面濃縮、附著，對換熱管材料造成腐蝕。
[0005]第二種是噴淋水因素。按照應(yīng)用規(guī)程，空冷器所使用的噴淋水必須經(jīng)過凈水設(shè)備和投藥軟化、凝聚的預(yù)處理。但在實(shí)際使用中，常常會(huì)出現(xiàn)凈水設(shè)備不達(dá)標(biāo)或軟化藥劑投放不規(guī)范的現(xiàn)象。環(huán)境中的粘泥、粉塵也會(huì)落入循環(huán)水系統(tǒng)中，造成噴淋水濁度的增大。同時(shí)，在環(huán)境溫度較高的場合，隨著噴淋水的蒸發(fā)，水中的含鹽量也會(huì)濃縮升高。這些現(xiàn)象都會(huì)導(dǎo)致傳熱管束外壁的結(jié)垢和腐蝕。
[0006]中國發(fā)明專利CN200610125139.4公布了一種用于表面蒸發(fā)式空冷器的水流在線除垢裝置。該裝置在原有空冷器噴淋管的上部均勻設(shè)置了多個(gè)噴頭，由一套全新的供水系統(tǒng)提供硬度較低的軟水。每隔一段時(shí)間，噴頭對換熱管束的外壁噴淋一次，利用水流的壓力將管壁上剝落的粥樣水垢沖刷掉，以實(shí)現(xiàn)在線清洗的作用。但由于換熱管在空冷器中多層、盤繞布置，這種除垢裝置僅能對距離噴頭較近的換熱管有效清潔，而對安裝在底層的管束群除垢效果較差。
[0007]中國實(shí)用新型專利CN201320377053.6公布了一種帶清洗裝置的表面蒸發(fā)式空冷器。該空冷器在原有型式的基礎(chǔ)上，在箱體內(nèi)部安裝了一套由清洗栗和移動(dòng)導(dǎo)軌組成的清潔系統(tǒng)。清洗栗能夠沿著移動(dòng)導(dǎo)軌自由移動(dòng)，對各處位置的換熱管均能夠噴水清洗。但這類清洗裝置需要對原有的空冷器箱體空間進(jìn)行較大的調(diào)整，改造過程中需要投入高昂的成本。在沙塵較多的環(huán)境中，移動(dòng)導(dǎo)軌上也容易沾染污垢，嚴(yán)重阻礙清洗栗的移動(dòng)行程，且保養(yǎng)維護(hù)工作存在一定的困難。
[0008]中國實(shí)用新型CN201320711638.7公布了一種表面蒸發(fā)式空冷器噴淋水入口過濾裝置。該裝置利用布滿細(xì)小過濾孔的金屬板，在噴淋水入口管口與水箱本體之間圍成一個(gè)封閉空間，使噴淋水中的渣質(zhì)污垢在受栗抽取之前被過濾攔截。同時(shí)，該裝置還能對栗機(jī)的抽水過程起到穩(wěn)流的作用，使水進(jìn)入管路的速度更加平穩(wěn)均勻。但這種方法只能攔截分離不溶于水的雜質(zhì)污物，而對水中溶鹽造成的換熱管表面結(jié)垢幾乎起不到清潔作用。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0009]為解決上述問題，本發(fā)明提供了一種內(nèi)置的表面蒸發(fā)式空冷器的防結(jié)垢系統(tǒng)。該系統(tǒng)通過在空冷器箱體內(nèi)側(cè)壁的空氣入口附近安裝洗塵裝置，可以極大地減少大氣環(huán)境中的粘泥、粉塵、雨水等懸浮雜質(zhì)進(jìn)入空冷器內(nèi)部，有效地遏制換熱管束的結(jié)垢與腐蝕。防結(jié)垢系統(tǒng)用水回路中設(shè)置有在線檢測裝置，含鹽度高、水性硬、酸度強(qiáng)的水將會(huì)進(jìn)入排污管道，符合噴淋水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)的水將會(huì)重新進(jìn)入空冷器水槽，以實(shí)現(xiàn)節(jié)能減排、環(huán)境友好的最大化。
[0010]本發(fā)明一種內(nèi)置的表面蒸發(fā)式空冷器的防結(jié)垢系統(tǒng)，包括洗塵噴頭(5)，洗塵槽
(7)，洗塵水再利用管路(11)，洗塵污水排放管路(12)，水質(zhì)測量槽(13)，在線電導(dǎo)率儀
(14)，在線pH計(jì)(15)，沉淀槽(16)，洗塵水輸送管路(17)，洗塵水收集管路(18)。
[0011]本發(fā)明一種內(nèi)置的表面蒸發(fā)式空冷器的防結(jié)垢系統(tǒng)，其特征在于:洗塵水輸送管路(17)將空冷器水槽(I9)中的水以一定的壓力和流量輸送到洗塵噴頭(5)，以供噴頭噴霧。多個(gè)噴頭以一定的高度安裝在空冷器壁面內(nèi)側(cè)、空氣入口(6)的上部位置。洗塵噴頭(5)的噴嘴中心豎直向下，與空冷器內(nèi)壁面之間的直線距離應(yīng)不小于噴霧寬度的二分之一。多個(gè)噴頭沿水平方向均勻布置，布置間距D的取值應(yīng)結(jié)合考慮噴頭噴霧角度和寬度，以確保相鄰噴頭的噴霧區(qū)域能夠完全覆蓋噴頭下方的空氣入口。洗塵噴頭(5)在一側(cè)壁面上布置的總數(shù)量應(yīng)當(dāng)保證該側(cè)壁面上的空氣入口能夠被噴霧區(qū)域完全覆蓋。噴頭噴嘴與洗塵槽(7)槽內(nèi)底面的距離H3以不小于噴嘴中心到噴射最大彌散點(diǎn)的噴霧總距離為宜。
[0012]本發(fā)明一種內(nèi)置的表面蒸發(fā)式空冷器的防結(jié)垢系統(tǒng)，其特征在于:洗塵槽(7)為緊貼空冷器內(nèi)壁面、位于空氣入口(6)下部的長條形凹槽。洗塵槽(7)的長度L2應(yīng)不小于空氣入口的長度LI。洗塵槽(7)槽內(nèi)底面與空氣入口下端的距離H2應(yīng)不大于空氣入口的寬度Hl。洗塵槽(7)凹槽截面可為方形、U型或其他形狀。凹槽的最大寬度S應(yīng)不小于噴霧在此位置處的寬度。
[0013]本發(fā)明一種內(nèi)置的表面蒸發(fā)式空冷器的防結(jié)垢系統(tǒng)，其特征在于:洗塵水收集管路(18)與洗塵槽(7)相連，以確保洗塵槽中的積液不會(huì)溢出，并將洗塵水輸送進(jìn)入沉淀槽
(16)。在沉淀槽(16)內(nèi)添加沉淀、凝聚和軟化等藥劑，使被噴霧沖洗下的粘泥、灰塵等雜質(zhì)沉淀在槽底部，槽內(nèi)上方的澄清液則進(jìn)入水質(zhì)測量槽(13)。在水質(zhì)測量槽(13)中設(shè)置有在線電導(dǎo)率儀(14)和在線pH計(jì)(15)，對槽內(nèi)水的電導(dǎo)率、酸堿度等指標(biāo)進(jìn)行在線檢驗(yàn)。
[0014]本發(fā)明一種內(nèi)置的表面蒸發(fā)式空冷器的防結(jié)垢系統(tǒng)，其特征在于:當(dāng)水質(zhì)測量槽
(13)中的水質(zhì)符合標(biāo)準(zhǔn)時(shí)，洗塵水再利用管路(11)打開，洗塵污水排放管路(12)關(guān)閉，洗塵水回流進(jìn)空冷器水槽(19)以循環(huán)利用。當(dāng)水質(zhì)測量槽(13)中的水質(zhì)不符合標(biāo)準(zhǔn)時(shí)，洗塵水再利用管路(11)關(guān)閉，洗塵污水排放管路(12)打開，洗塵污水進(jìn)入排污線(9)進(jìn)行除污、排放等后處理。
【附圖說明】
[0015]圖1為一種內(nèi)置的表面蒸發(fā)式空冷器的防結(jié)垢系統(tǒng)示意圖。圖中的箭頭代表洗塵水的循環(huán)流動(dòng)方向。
[0016]圖2為洗塵噴頭(5)、空氣入口(6)和洗塵槽(7)的相關(guān)位置示意圖。
[0017]圖3為洗塵槽(7)的橫截面示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0018]本發(fā)明一種內(nèi)置的表面蒸發(fā)式空冷器的防結(jié)垢系統(tǒng)，為了達(dá)到使用目的和功效，現(xiàn)結(jié)合可行的實(shí)施案例，并配合附圖所示，詳述如下:
[0019]如圖1所示，本發(fā)明一種內(nèi)置的表面蒸發(fā)式空冷器的防結(jié)垢系統(tǒng)，包括:風(fēng)機(jī)(I)，除霧器(2)，噴淋噴頭(3)，換熱管束(4)，洗塵噴頭(5)，空氣入口(6)，洗塵槽(7)，補(bǔ)水線(8)，排污線(9)，空冷器水槽排污管(10)，洗塵水再利用管路(11)，洗塵污水排放管路(12)，水質(zhì)測量槽(13)，在線電導(dǎo)率儀(14)，在線pH計(jì)(I5)，沉淀槽(16)，洗塵水輸送管路(17)，洗塵水收集管路(18)，空冷器水槽(19)和空冷器外殼壁面(20)。
[0020]表面蒸發(fā)式空冷器外殼壁面(20)通常有四面，每面壁面上一般都有長度為LI，寬度為Hl的空氣入口( 6)。正常工作時(shí)，熱流體在換熱管束(4)中流動(dòng)。空冷器水槽(19)中的水經(jīng)特定管路送至噴淋噴頭(3)中向下噴射，澆淋在換熱管束(4)的表面。與此同時(shí)，風(fēng)機(jī)(I)運(yùn)作，將空冷器外界環(huán)境中的空氣由空氣入口(6)抽入，以攜帶走空冷器內(nèi)部的部分熱量和蒸發(fā)形成的水蒸氣，并從空冷器頂部排出。
[0021]為了達(dá)到防結(jié)垢的效果，有效減少空氣中的懸浮雜質(zhì)在換熱管束(4)表面積聚，在整個(gè)工作工程中應(yīng)使用本發(fā)明的防結(jié)垢系統(tǒng)。其中，洗塵噴頭(4)安裝在空氣入口(5)的上方，由洗塵水輸送管路(17)和空冷器水槽(19)提供洗塵水。如圖2所示，多個(gè)噴頭同時(shí)工作，噴出具有一定壓力和流量的彌漫液霧，能夠覆蓋整個(gè)空氣入口(5)范圍。進(jìn)入空氣入口的沙灰、粉塵、粘泥等懸浮雜質(zhì)被洗塵水沖落進(jìn)入洗塵槽(7)，無法再積聚在換熱管束(4)的表面。
[0022]如圖3所示，夾帶有雜質(zhì)的洗塵水進(jìn)入洗塵槽(7)形成液位。與之相連的洗塵水收集管路(18)將水及時(shí)輸送進(jìn)入沉淀槽(16)，以避免臟水從洗塵槽(7)溢出。沉淀槽(16)內(nèi)添加有沉淀、凝聚和軟化等藥劑，使雜質(zhì)、污物能夠在槽底部沉淀，上方的澄清液則進(jìn)入水質(zhì)測量槽(13)。
[0023]在水質(zhì)測量槽(I3)內(nèi)，在線電導(dǎo)率儀(14)和在線pH計(jì)(15)會(huì)對澄清液水質(zhì)進(jìn)行檢測。當(dāng)水質(zhì)達(dá)標(biāo)，如pH>6.0，電導(dǎo)率<0.2ys/cm時(shí)，洗塵水再利用管路(11)打開，洗塵污水排放管路(12)關(guān)閉，洗塵水回流進(jìn)空冷器水槽(19)以循環(huán)利用。當(dāng)水質(zhì)不合格時(shí)，洗塵水再利用管路(11)關(guān)閉，洗塵污水排放管路(12)打開，澄清液被排入排污線(9)以進(jìn)行后處理。
[0024]本發(fā)明的重點(diǎn)是在普通表面蒸發(fā)式空冷器的空氣入口的內(nèi)側(cè)增加了洗塵裝置，并將收集后的洗塵廢水進(jìn)行水質(zhì)檢驗(yàn)，將達(dá)標(biāo)和未達(dá)標(biāo)的兩種水質(zhì)分別處理。本發(fā)明可以極大地避免環(huán)境中的懸浮雜質(zhì)進(jìn)入空冷器，降低空冷器水槽中水質(zhì)的硬度和含鹽量，有效防止換熱管束表面出現(xiàn)結(jié)垢或腐蝕現(xiàn)象。
[0025]以上對本發(fā)明的描述是說明性的，本專業(yè)技術(shù)人員在權(quán)利要求限定的精神與范圍之內(nèi)可對其進(jìn)行修改、變化或者等效。但是它們都將落入本發(fā)明的保護(hù)范疇。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種內(nèi)置的表面蒸發(fā)式空冷器的防結(jié)垢系統(tǒng)，包括洗塵噴頭(5)，洗塵槽(7)，洗塵水再利用管路(11)，洗塵污水排放管路(12)，水質(zhì)測量槽(13)，在線電導(dǎo)率儀(14)，在線pH計(jì)(15)，沉淀槽(16)，洗塵水輸送管路(17)，洗塵水收集管路(18)。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種內(nèi)置的表面蒸發(fā)式空冷器的防結(jié)垢系統(tǒng)，其特征在于:洗塵水輸送管路(17)將空冷器水槽(19)中的水以一定的壓力和流量輸送到洗塵噴頭(5)，以供噴頭噴霧。多個(gè)噴頭以一定的高度安裝在空冷器壁面內(nèi)側(cè)、空氣入口(6)的上部位置。洗塵噴頭(5)的噴嘴中心豎直向下，與空冷器內(nèi)壁面之間的直線距離應(yīng)不小于噴霧寬度的二分之一。多個(gè)噴頭沿水平方向均勻布置，布置間距D的取值應(yīng)結(jié)合考慮噴頭噴霧角度和寬度，以確保相鄰噴頭的噴霧區(qū)域能夠完全覆蓋噴頭下方的空氣入口。洗塵噴頭(5)在一側(cè)壁面上布置的總數(shù)量應(yīng)當(dāng)保證該側(cè)壁面上的空氣入口能夠被噴霧區(qū)域完全覆蓋。噴頭噴嘴與洗塵槽(7)槽內(nèi)底面的距離H3以不小于噴嘴中心到噴射最大彌散點(diǎn)的噴霧總距離為宜。3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種內(nèi)置的表面蒸發(fā)式空冷器的防結(jié)垢系統(tǒng)，其特征在于:洗塵槽(7)為緊貼空冷器內(nèi)壁面、位于空氣入口(6)下部的長條形凹槽。洗塵槽(7)的長度L2應(yīng)不小于空氣入口的長度LI。洗塵槽(7)槽內(nèi)底面與空氣入口下端的距離H2應(yīng)不大于空氣入口的寬度H1。洗塵槽(7)凹槽截面可為方形、U型或其他形狀。凹槽的最大寬度S應(yīng)不小于噴霧在此位置處的寬度。4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種內(nèi)置的表面蒸發(fā)式空冷器的防結(jié)垢系統(tǒng)，其特征在于:洗塵水收集管路(18)與洗塵槽(7)相連，以確保洗塵槽中的積液不會(huì)溢出，并將洗塵水輸送進(jìn)入沉淀槽(16)。在沉淀槽(16)內(nèi)添加沉淀、凝聚和軟化等藥劑，使被噴霧沖洗下的粘泥、灰塵等雜質(zhì)沉淀在槽底部，槽內(nèi)上方的澄清液則進(jìn)入水質(zhì)測量槽(13)。在水質(zhì)測量槽(13)中設(shè)置有在線電導(dǎo)率儀(14)和在線pH計(jì)(15)，對槽內(nèi)水的電導(dǎo)率、酸堿度等指標(biāo)進(jìn)行在線檢驗(yàn)。5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種內(nèi)置的表面蒸發(fā)式空冷器的防結(jié)垢系統(tǒng)，其特征在于:當(dāng)水質(zhì)測量槽(13)中的水質(zhì)符合標(biāo)準(zhǔn)時(shí)，洗塵水再利用管路(11)打開，洗塵污水排放管路(12)關(guān)閉，洗塵水回流進(jìn)空冷器水槽(19)以循環(huán)利用。當(dāng)水質(zhì)測量槽(13)中的水質(zhì)不符合標(biāo)準(zhǔn)時(shí)，洗塵水再利用管路(11)關(guān)閉，洗塵污水排放管路(12)打開，洗塵污水進(jìn)入排污線(9)進(jìn)行除污、排放等后處理。
【文檔編號】F28G15/00GK106052479SQ201610518070
【公開日】2016年10月26日
【申請日】2016年7月5日
【發(fā)明人】宋健斐, 胡雪飛, 楊光福
【申請人】中國石油大學(xué)(北京)