一种列管换热器及可在线清灰焚烧炉

技术领域

本发明属于碳纤维生产技术领域，具体涉及一种列管换热器及可在线清灰焚烧炉。

背景技术

众所周知，碳纤维是纤维状的炭材料，具有高比强度，高比模量，耐高温，耐烧蚀，耐疲劳，抗蠕变、导电、导热、密度低和热膨胀系数小等一系列优异性能，在航空、航天、卫星、军工及高档体育用品、建筑补墙等方面有着广泛的应用。

在碳纤维生产中，低温碳化过程中产生废气较多，一般焚烧炉进行焚烧处理，处理过程中会产生大量的硅粉附着在换热器列管表面，需要经常进行清理，现有技术是在一级换热器前、二级换热器后及一二级换热器之间安装声波震荡除灰装置，现场安装一个稳压罐，通入6bar的压缩空气作为声波发生的动力，在炉内两侧分别安装6个喇叭口状的装置(每侧3个)，以扩大声波的能量，能够使得换热器列管外壁的积灰随着声波振动将其清除，6个喇叭口分别依次编号1#-6#，按照顺序，每个支路作用60s，时间间隔为180s，6个支路全部作用完成为一个周期，一个周期结束后停顿240s，进行下一个周期，以此类推。

由于换热器列管内壁附着的灰尘质量轻且有一定的粘度，该装置不能完全将硅粉清除干净，除灰效果不佳，且还会产生噪音污染。

发明内容

本发明的目的在于解决上述现有技术中存在的难题，提供一种列管换热器及可在线清灰焚烧炉，无需停车的情况下，将换热器列管外壁附着的硅粉通过向列管表面喷水的形式将硅粉冲刷下来，由洁净风机产生的吸力将其带走，使得换热器列管表面干净，提高换热器的换热效率，以节省氧化炉的电能和焚烧炉所消耗的天然气，可延长焚烧炉的运行周期，减少停车清理列管的次数，降低生产成本，达到节能降耗、增产增效的目的。

本发明是通过以下技术方案实现的：

本发明的第一个方面，提供一种列管换热器，包括多根列管，所述多根列管呈矩阵排列；

呈矩阵排列的多根列管的顶部间隔设置有多根喷淋管。

本发明的进一步改进在于：

所述喷淋管的中心轴线与所述列管的中心轴线相互垂直；

相邻两行列管或两列列管之间设置有一根所述喷淋管。

本发明的进一步改进在于：

所述喷淋管为一端封闭的空心管，所述喷淋管管壁上相对应的两侧均设置有多个喷水口，所述喷水口正对所述列管，即所述喷淋管上设置的喷水口的位置与每列或每行列管的中心位置对齐，且喷水口的数量也与喷淋管两侧的列管的数量相同。

本发明的进一步改进在于：

所述喷淋管开口的一端连接有一根金属软管，多根金属软管与喷淋总管连接。

本发明的第二个方面，提供一种可在线清灰焚烧炉，包括焚烧炉炉体，所述焚烧炉炉体内设置有相连的一级换热器和二级换热器；

所述一级换热器和所述二级换热器均为列管换热器，包括多根列管，多根列管呈矩阵排列；

呈矩阵排列的多根列管的顶部间隔设置有多根喷淋管。

本发明的进一步改进在于：

所述喷淋管的中心轴线与所述列管的中心轴线相互垂直；

相邻两列列管之间设置有一根所述喷淋管。

本发明的进一步改进在于：

所述喷淋管为一个空心管，所述喷淋管管壁上相对应的两侧均设置有多个喷水口，所述喷水口正对列管，即喷淋管上设置的喷水口的位置与每列列管的中心位置对齐，且喷水口的数量也与喷淋管两侧的列管的数量相同。

本发明的进一步改进在于：

所述喷淋管的两端固定在所述焚烧炉炉体上；

所述喷淋管的一端端部焊接盲法兰盘，所述盲法兰通过螺丝固定在所述焚烧炉炉体外壁上；

另一端端部焊接有丝孔法兰盘，且所述喷淋管端部管口与法兰盘丝孔相平行，所述丝孔法兰盘通过螺丝固定在所述焚烧炉炉体外壁上。

本发明的进一步改进在于：

所述喷淋管与所述丝孔法兰盘焊接的一端的管口连接有一根金属软管，多根金属软管与喷淋总管连接。

本发明的进一步改进在于：

所述可在线清灰焚烧炉还包括洁净风机，所述洁净风机与所述焚烧炉炉体相连。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：

本发明通过在相邻两列列管顶端之间设置喷淋管，且喷淋管上的喷水口与列管一一对应，在不需要停车的情况下，通过喷淋总管在线向喷淋管中注入喷淋水，将换热器列管外壁附着的积灰(硅粉)冲刷下来，然后由洁净风机产生的吸力将其带走，使得换热器列管表面干净，提高换热器的换热效率，以节省氧化炉的电能和焚烧炉所消耗的天然气，可延长焚烧炉的运行周期，减少停车清理列管的次数，降低生产成本，达到节能降耗、增产增效的目的，而且不会产生噪音，降低噪音污染。

附图说明

图1是本发明提供的列管换热器的结构俯视图；

图2是本发明可在线清灰焚烧炉的结构示意图。

图中，1、列管，2、喷淋管，3、一级换热器、4、二级换热器，5、洁净风机。

具体实施方式

下面结合附图对本发明作进一步详细描述：

本发明的第一个方面，如图1所示，提供一种列管换热器，包括多根列管1，且多根列管1呈矩阵排列；

呈矩阵排列的多根列管1的顶部间隔设置有多根喷淋管2；

喷淋管2的中心轴线与列管1的中心轴线相互垂直。

其中相邻两行列管或两列列管之间设置有一根喷淋管2，具体为：如图1所示，第一列列管和第二列列管之间设置有一根喷淋管，第三列列管和第四列列管之间设置有一根喷淋管，第五列列管和第六列列管之间设置一根喷淋管，以此类推；或者，第一行列管和第二行列管之间设置有一根喷淋管，第三行列管和第四行列管之间设置有一根喷淋管，第五行列管和第六行列管之间设置一根喷淋管，以此类推。

喷淋管2为一端封闭的空心管，采用304无缝钢管制成，喷淋管2管壁上相对应的两侧均设置有多个喷水口，喷水口正对列管1，即喷淋管2上设置的喷水口的位置与每列或每行列管的中心位置对齐，且喷水口的数量也与喷淋管两侧的列管的数量相同。

喷淋管2开口的一端连接有一根金属软管，多根金属软管与喷淋总管连接，通过喷淋总管向各个喷淋管2中注入喷淋水。金属软管上设有截止阀，实现每个支路单独控制。

在清理列管换热器各个列管表面的积灰(硅粉)时，通过喷淋总管向各个喷淋管中注入喷淋水，喷淋水通过喷淋管上的喷水口直接冲击列管，冲洗掉列管表面的积灰(硅粉)，使得换热器列管表面干净，提高换热器的换热效率，达到节能降耗、增产增效的目的。

本发明的第二个方面，如图2所示，提供一种可在线清灰焚烧炉，包括焚烧炉炉体，焚烧炉炉体内设置有相连的一级换热器3和二级换热器4；

一级换热器3和二级换热器4均为上述列管换热器，包括多根列管1，且多根列管1与气流方向垂直设置且呈矩阵排列；

呈矩阵排列的多根列管1的顶部间隔设置有多根喷淋管2。

喷淋管2的中心轴线与列管1的中心轴线相互垂直，其中相邻两列列管1之间设置有一根喷淋管2，具体为：第一列列管和第二列列管之间设置有一根喷淋管，第三列列管和第四列列管之间设置有一根喷淋管，第五列列管和第六列列管之间设置一根喷淋管，以此类推。

喷淋管2固定在焚烧炉炉体外壁上，由于焚烧炉的换热器分为两组：一级换热器3和二级换热器4，沿着气体流动方向(下面称南北走向)每根列管的间距为70mm，垂直气体流动方向(下面称东西走向)列管间距为30mm，沿东西方向(即垂直气体流动方向)在焚烧炉炉体外壁两侧均开设多个

喷淋管2为一个空心管，采用304无缝钢管制成，喷淋管2管壁上相对应的两侧均设置有多个喷水口，喷水口正对列管，即喷淋管2上设置的喷水口的位置与每列列管的中心位置对齐，且喷水口的数量也与喷淋管两侧的列管的数量相同。

喷淋管2依次穿过焚烧炉炉体上相对设置的两个圆孔中，喷淋管2的一端端部焊接盲法兰盘，盲法兰通过螺丝固定在焚烧炉炉体外壁上，防止进入喷淋管2的水从端部流出；喷淋管2另一端端部焊接有丝孔法兰盘，且喷淋管2端部管口与法兰盘丝孔相平行，丝孔法兰盘通过螺丝固定在焚烧炉炉体外壁上。盲法兰盘和丝孔法兰盘均起到固定喷淋管的作用。

喷淋管2与丝孔法兰盘焊接的一端的管口连接有一根金属软管，多根金属软管与喷淋总管连接，通过喷淋总管向各个喷淋管中注入喷淋水。金属软管上设有截止阀，实现每个支路单独控制。

金属软管、截止阀和喷淋总管均在焚烧炉炉体外面，只有喷淋管在焚烧炉炉体内部。

作为本发明的一个优选实施例，本发明可在线清灰焚烧炉还包括洁净风机5，洁净风机5与焚烧炉炉体相连，洁净风机5将冲刷下来的硅粉收集到焚烧炉炉体外面，然后再进行集中处理。

在焚烧炉运行过程中，一级换热器3和二级换热器4列管表面会附着大量积灰(硅粉)，本发明通过在相邻两列列管1顶端之间设置喷淋管2，且喷淋管2上的喷水口与列管一一对应，在不需要停车的情况下，可通过喷淋总管在线向喷淋管中注入喷淋水，将换热器列管外壁附着的积灰(硅粉)冲刷下来，然后由洁净风机5产生的吸力将其带走，使得换热器列管表面干净，提高换热器的换热效率，以节省氧化炉的电能和焚烧炉所消耗的天然气，可延长焚烧炉的运行周期，减少停车清理列管的次数，降低生产成本，达到节能降耗、增产增效的目的，而且不会产生噪音，降低噪音污染。

本发明可以有效的清除焚烧炉内一级换热器和二级换热器列管表面的积灰，原有技术在运行1个月后列管外壁积灰厚度可达到10mm，投用本发明后运行1个月后列管外壁基本无积灰，清理效果极佳，一级换热器喷淋清灰投用后温度(废气换热后温度)由495℃上升至527℃；二级换热器喷淋清灰投用后温度(鲜风预热后温度)由231℃上升至240℃，显著提高了换热器的换热效率。

在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

在本发明的描述中，除非另有说明，术语“上”、“下”、“左”、“右”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。

上述技术方案只是本发明的一种实施方式，对于本领域内的技术人员而言，在本发明公开了原理的基础上，很容易做出各种类型的改进或变形，而不仅限于本发明上述具体实施例所描述的技术方案，因此前面描述的只是优选的，而并不具有限制性的意义。