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摘 要：该文提出了一种可方便壳程清洗的管壳式换热器，该换热器用喷淋定距管取代定距杆，并加装了排污短接管，从而实现壳程的不抽芯清洗，克服了普通管壳换热器壳程难于清洗的难题。因而，对于换热器提高使用效率、降低清洗维护成本、延长使用寿命具有重要意义。
关键词：管壳式换热器 清洗 换热管 壳程
中图分类号：TQ051 文献标识码：A 文章编号：1674-098X（2014）03（c）-0054-02
目前管壳式换热器的结垢清洗一直是困扰企业生产的难题，尤其对壳程（换热管外壁）的清洗，更为困难。污垢沉积物热阻较高，大大降低了传热速率，有时由于污垢的存在使传热面积需增加100%；同时由于污垢减小了流道面积，而造成介质流动阻力增大、动能消耗增加，我国每年由于换热器结垢而造成的损失高达100亿元以上[1-2]。
1 管壳式换热器及壳程清洗方法
1.1 管壳式换热器
管壳式换热器又称列管式换热器，是以封闭在壳体中管束的壁面作为传热面的间壁式换热器。作为一种传统的标准换热设备，管壳式换热器具有结构较简单，操作可靠，可用各种结构材料（主要是金属材料）制造，能在高温、高压下使用，因此在炼油、化工、动力、核能和其他工业装置中得到普遍采用，特别是在高温高压和大型换热器中的应用占据绝对优势。目前管壳式换热器包含固定管板式换热器、浮头式换热器、U型管式换热器、双重管式换热器、填函式换热器和双管板换热器等，应用最多的为前3种。
1.2 管壳式换热器的清洗方法
换热器的清洗方法有化学清洗、机械清洗和高压水喷射清洗。（1）化学清洗：使用化学药品在热交换器内进行循环，以溶解并除去污垢。化学方法清洗费用高，对管束损伤较大，破坏了钝化膜。（2）机械清洗：在疏通机的轴端装上刷子、钻头、刀具等，插入管孔中，使其旋转以除去污垢。此方法不仅适合于直管，而且还可以清洗弯曲管子，但由于机械振动及钻头等对管孔壁的刮伤，故有一定的局限性。（3）高压水喷射清洗：采用50～700 kg/cm2的高压水喷射冲洗污垢[3-10]。对固定管板式换热器的壳程，只能采用化学清洗的方法进行清洗；对浮头式换热器、U型管式换热器等管壳式换热器壳程的清洗，既可采用化学清洗的方法进行清洗，也可采用进行机械清洗。但采用机械清洗或高压水喷射清洗的方法进行壳程清洗时，常常需要大型器械来进行抽芯作业后，方可进行清洗，使得清洗成本非常高。图1是需要清洗换热器的列管，图2是220 t的汽车吊车在对换热器进行抽芯作业。
2 一种可方便壳程清洗的管壳式换热器及壳程清洗方法
2.1 一种可方便壳程清洗的管壳式换热器
一种可方便壳程清洗的管壳式换热 器[11]，由封头、封头法兰、管板、换热管、壳体、喷淋定距管、折流板、排污短接管、支座等组成（见图3）。图中，1为封头、2为管程隔板、3为封头法兰、4为管板、5为换热管、6为壳体、7为喷淋定距管、8为折流板、9为排污短接管、10为支座、11为高压清洗机、12为排污管、13为高压水管，其特征是：a.在壳体底部设计有数个排污短接管，b.用喷淋定距管取代目前技术的定距杆（一物两用）。本技术方案克服了普通管壳换热器壳程难于清洗的难题，对于提高其使用效率、降低清洗维护成本、延长使用壽命具有积极意义，本技术方案可适用于固定管壳式、浮头式、U形管式等各种类型的管壳式换热器。
2.2 壳程清洗方法
在进行壳程清洗时，先将排污短接管的盲板拆下后接上排污管，然后将封头卸下来并清洗管程，再将喷淋定距管的堵头拆下，通入高压水管，即可进行壳程高压水喷射清洗，清洗后的污水经排污短接管排出。还可根据污垢情况，添加合适的清洗剂，清洗后的污水经过滤处理后可循环利用，从而避免了环境的污染和水资源的浪费，见图4。
3 结语
污垢对换热器的危害很大，可严重地降低换热器的传热效率，增加动能损耗，需要积极地预防和定期地清除，清洗的频率须根据使用情况确定。由于目前管壳式换热器的壳程清洗比较困难，因此建议推广使用一种可方便壳程清洗的管壳式换热器，由于其可比较方便地对管壳式换热器的壳程进行清洗，故对于节能降耗、延长设备作用寿命、提高设备安全状况都十有利。
参考文献
[1] 杨善让，徐志明.换热设备的污垢与对策[M].北京：科学出版社，1995.
[2] 陈朝晖，王远成.不结垢换热器初探[J].小氮肥设计技术，2003，24（4）：8.
[3] 李连伟，王旭光，满岱宗.高压水射流清洗丙烯酸酯换热器[J].石油工程建设，1999，4（2）：39-40+62
[4] 梁宗辉，徐衣吉.高压水射流-机械联合清洗方法在换热器中的应用[J].清洗世界，2004（8）：28-30.
[5] 钱伯章.管壳换热器的清洗技术[J].化工炼油机械，1984（1）：63-68.
[6] 林海波，罗玉梅，李建明.换热器的结垢和清洗[J].四川理工学院学报，2006（2）：11-12.
[7] 王胜潮，谢齐.换热器化学清洗系统建立和过程控制[J].化工技术与开发，2010（8）：64-66+63.
[8] 刘明言.换热器污垢及清洗理论及技术新进展[J].化工进展，2009，S2（曾刊）.
[9]杨晓良.换热器清洗技术[J].清洗世界， 2010（6）：14-20.
[10] 张世浩.换热器表面水垢的清洗[J].河南化工，1991，22（7）：24-27.
[11] 广西壮族自治区特种设备监督检验院.一种可方便壳程清洗的管壳式换热器：中国，2013056073[P].2013-05-26.（专利）.
关键词：管壳式换热器 清洗 换热管 壳程
中图分类号：TQ051 文献标识码：A 文章编号：1674-098X（2014）03（c）-0054-02
目前管壳式换热器的结垢清洗一直是困扰企业生产的难题，尤其对壳程（换热管外壁）的清洗，更为困难。污垢沉积物热阻较高，大大降低了传热速率，有时由于污垢的存在使传热面积需增加100%；同时由于污垢减小了流道面积，而造成介质流动阻力增大、动能消耗增加，我国每年由于换热器结垢而造成的损失高达100亿元以上[1-2]。
1 管壳式换热器及壳程清洗方法
1.1 管壳式换热器
管壳式换热器又称列管式换热器，是以封闭在壳体中管束的壁面作为传热面的间壁式换热器。作为一种传统的标准换热设备，管壳式换热器具有结构较简单，操作可靠，可用各种结构材料（主要是金属材料）制造，能在高温、高压下使用，因此在炼油、化工、动力、核能和其他工业装置中得到普遍采用，特别是在高温高压和大型换热器中的应用占据绝对优势。目前管壳式换热器包含固定管板式换热器、浮头式换热器、U型管式换热器、双重管式换热器、填函式换热器和双管板换热器等，应用最多的为前3种。
1.2 管壳式换热器的清洗方法
换热器的清洗方法有化学清洗、机械清洗和高压水喷射清洗。（1）化学清洗：使用化学药品在热交换器内进行循环，以溶解并除去污垢。化学方法清洗费用高，对管束损伤较大，破坏了钝化膜。（2）机械清洗：在疏通机的轴端装上刷子、钻头、刀具等，插入管孔中，使其旋转以除去污垢。此方法不仅适合于直管，而且还可以清洗弯曲管子，但由于机械振动及钻头等对管孔壁的刮伤，故有一定的局限性。（3）高压水喷射清洗：采用50～700 kg/cm2的高压水喷射冲洗污垢[3-10]。对固定管板式换热器的壳程，只能采用化学清洗的方法进行清洗；对浮头式换热器、U型管式换热器等管壳式换热器壳程的清洗，既可采用化学清洗的方法进行清洗，也可采用进行机械清洗。但采用机械清洗或高压水喷射清洗的方法进行壳程清洗时，常常需要大型器械来进行抽芯作业后，方可进行清洗，使得清洗成本非常高。图1是需要清洗换热器的列管，图2是220 t的汽车吊车在对换热器进行抽芯作业。
2 一种可方便壳程清洗的管壳式换热器及壳程清洗方法
2.1 一种可方便壳程清洗的管壳式换热器
一种可方便壳程清洗的管壳式换热 器[11]，由封头、封头法兰、管板、换热管、壳体、喷淋定距管、折流板、排污短接管、支座等组成（见图3）。图中，1为封头、2为管程隔板、3为封头法兰、4为管板、5为换热管、6为壳体、7为喷淋定距管、8为折流板、9为排污短接管、10为支座、11为高压清洗机、12为排污管、13为高压水管，其特征是：a.在壳体底部设计有数个排污短接管，b.用喷淋定距管取代目前技术的定距杆（一物两用）。本技术方案克服了普通管壳换热器壳程难于清洗的难题，对于提高其使用效率、降低清洗维护成本、延长使用壽命具有积极意义，本技术方案可适用于固定管壳式、浮头式、U形管式等各种类型的管壳式换热器。
2.2 壳程清洗方法
在进行壳程清洗时，先将排污短接管的盲板拆下后接上排污管，然后将封头卸下来并清洗管程，再将喷淋定距管的堵头拆下，通入高压水管，即可进行壳程高压水喷射清洗，清洗后的污水经排污短接管排出。还可根据污垢情况，添加合适的清洗剂，清洗后的污水经过滤处理后可循环利用，从而避免了环境的污染和水资源的浪费，见图4。
3 结语
污垢对换热器的危害很大，可严重地降低换热器的传热效率，增加动能损耗，需要积极地预防和定期地清除，清洗的频率须根据使用情况确定。由于目前管壳式换热器的壳程清洗比较困难，因此建议推广使用一种可方便壳程清洗的管壳式换热器，由于其可比较方便地对管壳式换热器的壳程进行清洗，故对于节能降耗、延长设备作用寿命、提高设备安全状况都十有利。
参考文献
[1] 杨善让，徐志明.换热设备的污垢与对策[M].北京：科学出版社，1995.
[2] 陈朝晖，王远成.不结垢换热器初探[J].小氮肥设计技术，2003，24（4）：8.
[3] 李连伟，王旭光，满岱宗.高压水射流清洗丙烯酸酯换热器[J].石油工程建设，1999，4（2）：39-40+62
[4] 梁宗辉，徐衣吉.高压水射流-机械联合清洗方法在换热器中的应用[J].清洗世界，2004（8）：28-30.
[5] 钱伯章.管壳换热器的清洗技术[J].化工炼油机械，1984（1）：63-68.
[6] 林海波，罗玉梅，李建明.换热器的结垢和清洗[J].四川理工学院学报，2006（2）：11-12.
[7] 王胜潮，谢齐.换热器化学清洗系统建立和过程控制[J].化工技术与开发，2010（8）：64-66+63.
[8] 刘明言.换热器污垢及清洗理论及技术新进展[J].化工进展，2009，S2（曾刊）.
[9]杨晓良.换热器清洗技术[J].清洗世界， 2010（6）：14-20.
[10] 张世浩.换热器表面水垢的清洗[J].河南化工，1991，22（7）：24-27.
[11] 广西壮族自治区特种设备监督检验院.一种可方便壳程清洗的管壳式换热器：中国，2013056073[P].2013-05-26.（专利）.