本申请提供了一种列管换热组件及流化床换热器，该换热组件包括下管箱、换热器列管、上管箱、液固分离箱、下降管、固体颗粒槽、液体储槽、液体循环泵、三叉支架、螺旋桨、第一筛板、第二筛板、弹簧桩锤和椭圆弯头，换热器列管和上管箱相连，上管箱上部与液固分离箱相连，固体颗粒经由下降管进入固体颗粒槽，再在液体循环泵的作用下与从液体储槽流过来的液体一起进入下管箱的强分布自清洁式流化床换热器的技术方案可以较好地解决传统技术中常减压装置常顶换热器管程易结垢，长周期使用后换热效果明显下降的技术问题，可以用来延长常减压装置常顶换热器的运行周期。
【技术实现步骤摘要】
列管换热组件及流化床换热器
本技术涉及化工领域，并且更具体的，属于化工换热设备长周期运行领域，涉及一种列管换热组件及流化床换热器。
技术介绍
换热器在石油化工领域被广泛使用。然而，在长周期的使用后，换热器内部会不可避免的出现粘附结垢的现象，从而使得换热器内部的传热阻力大大增加，极大地降低换热器的换热效率，进而严重影响换热器的正常使用。开发具有自清洁除垢能力的流化床换热器可以有效地降低换热器内部的热阻，从而防止换热器的换热效率的降低，进而延长换热器设备一次周期内的使用时间，具有重大的经济效益。文献US005676201A公开了一种外循环流化床换热器，然而该流化床换热器未能充分考虑固体颗粒的均匀分布问题，因而在长周期的使用下其维持高传热效率的能力不强。文献CN202709856U公开了一种应用Kenics静态混合器的水平液固循环流化床换热器，然而该循环流化床换热器的循环与分布效果均不佳，同时其Kenics静态混合器仅能用于卧式换热器，使用面不广。文献CN20160710754公开了一种带有球形浮塞和弧形挡板的外循环式流化床换热器，该流化床换热器未能充分考虑换热器管程均匀分布的问题，因此其长周期下的换热效果不佳。文献CN106595350A公布了一种带有分布箱和分布盘的液固循环流化床换热器，该换热器具有较好的颗粒分布效果，让而未能充分考虑到颗粒循环的问题，因此其换热器的传热效率偏低。综上所述，解决固体颗粒的均匀分布以及充分循环的问题是维持流化床换热器在长周期下的高传热效率的关键技术之一，而现有的技术未能充分解决好上述问题。
技术实现思路
针对上述现有技术中的问题，本申请提出了一种列管换热组件及流化床换热器，通过双筛板、带有螺旋桨的三叉支架和弹簧桩锤等结构来实现固体颗粒在流化床换热器中的均匀分布与充分循环的问题，有针对性的解决了上述技术问题。第一方面，本申请提供了一种列管换热组件，包括下管箱、上管箱以及设置在所述下管箱和所述上管箱之间的换热器列管，在所述下管箱中设置有螺旋桨、第一筛板和第二筛板，其中，所述第一筛板设置在所述下管箱的中部以将所述下管箱分割为部的第一空间和下部的第二空间，所述第二筛板设置在所述第一空间中，所述螺旋桨的桨叶设置于所述第一筛板和所述第二筛板之间，所述第一筛板和所述第二筛板能够打开和关闭以分别通过和阻挡固体颗粒。在第一方面的一个实施方式中，还包括：三叉支架，其设置在所述下管箱的所述第二空间中，并且其一根支架穿过所述第一筛板的筛孔支撑所述螺旋桨，其另外两根支架支撑在所述下管箱的内壁上。在第一方面的一个实施方式中，所述第二筛板与所述第一筛板和所述下管箱的安装接触处的壁面是中空的，所述第一筛板和所述第二筛板均由两个相同的半圆筛板组成，两个半圆筛板能够由外界驱动分别垂直于所述下管箱内壁面反向向着内壁面中空处进行平移运动至所述下管箱的外部，从而实现筛板的打开和关闭。在第一方面的一个实施方式中，所述第一筛板和所述第二筛板为圆形，且孔径为固体颗粒直径的0.6～0.8倍，厚度为5～10cm。在第一方面的一个实施方式中，所述第一筛板和所述第二筛板的截面形状为平面型、上凸型、下凸型、凸透型、凹透型中的一种。在第一方面的一个实施方式中，所述第一筛板和所述第二筛板由聚氨酯、碳钢、不锈钢、锰钢中的一种制成。在第一方面的一个实施方式中，所述三叉支架的三根支架长度和直径完全相同，支架的长度为20～50cm，直径为所述换热器列管的0.4～0.6倍，三根支架间的角度相互为120°，其中的两根支架分别固定在下管箱的所述第二空间的相对侧，另一根支架穿过第一筛板圆心处的孔且与地面垂直。在第一方面的一个实施方式中，三叉支架的安装位置距离所述下管箱底部约为所述下管箱高度的1/4。在第一方面的一个实施方式中，所述螺旋桨为定距螺旋桨，有三个或四个桨叶，桨的直径是所述下管箱直径的0.5～0.7倍，螺旋桨的转速在60～120r/min之间。在第一方面的一个实施方式中，所述螺旋桨的桨叶的截面形状为圆背式、机翼式或者月牙式中的一种。在第一方面的一个实施方式中，所述下管箱为半圆筒形且其高度为所述换热器列管的0.4～0.6倍，所述第二筛板的安装位置距离所述下管箱的上界面5～10cm。第二方面，本申请还提供了一种包括第一方面及其实施方式的列管换热组件的自清洁式流化床换热器，其还包括液固分离箱、下降管、固体颗粒槽、液体储槽和液体循环泵，其中，所述液固分离箱分别与所述下降管和所述液体储槽连接，所述下降管连接所述固体颗粒槽，所述液体储槽的液体通过所述液体循环泵输送到所述下管箱，所述固体颗粒槽中的固体颗粒通过椭圆弯头与液体混合后流入到所述下管箱。在第二方面的一个实施方式中，所述液固分离箱的内侧顶部设置有弹簧桩锤，所述弹簧桩锤安装在所述液固分离箱的中心轴处，所述弹簧桩锤的最大伸展长度是所述液固分离箱的1.1～1.3倍，其最短压缩长度为最大拉伸长度的0.3～0.5倍，所述弹簧桩锤底部的桩锤为圆形，直径为所述下降管直径的0.7～0.9倍，高度为5～10cm，所述弹簧桩锤沉降速度100～200mm/min。在第二方面的一个实施方式中，所述液固分离箱为重力沉降式分离器或者旋流式分离器。第三方面，本申请提供了一种利用第二方面及其实施方式的自清洁式流化床换热器防止管程结垢的方法，在换热器列管内循环原油，在壳程内循环水；所述方法包括：将原油从液体储槽经过液体循环泵后与经椭圆弯头流出的惰性固体颗粒一起，进入到下管箱中；所述固体颗粒经过打开的第一筛板并被关闭的第二筛板阻挡，此时在所述第一筛板和所述第二筛板之间的所述固体颗粒在此停留时间里在螺旋桨的搅拌下进行充分均匀混合和流化；将所述第一筛板关闭以防止未被充分均匀混合的固体颗粒进入到换热器列管中；将所述第二筛板打开以使被充分均匀混合的固体颗粒进入到换热器列管，被充分均匀混合的颗粒会反复冲刷换热器列管的壁面，在固体颗粒的冲刷下，污垢不易在换热器列管的壁面进行粘附结聚；在充分均匀混合的颗粒全部进入到换热器列管中后，再次打开所述第一筛板并关闭所述第二筛板，以进行循环操作；以及管程中的原油和壳程中的水完成换热，固体颗粒和水在液固分离箱中进行分离，安装在液固分离箱顶部的弹簧桩锤会加快颗粒在下降管中的沉降速度，最后固体颗粒和水在所述自清洁式流化床换热器中循环。在第三方面的一个实施方式中，所述固体颗粒的堆密度要大于流通的液体密度，且不与所用场合的使用介质发生反应。在第三方面的一个实施方式中，所述固体颗粒的平均直径在2～3mm，且所述固体颗粒在所述自清洁式流化床换热器内的平均质量固含率为3％～7％。在第三方面的一个实施方式中，所述固体颗粒为硅酸锆珠、刚玉球、瓷球、钢球、工程塑料中的一种或几种。在第三方面的一个实施方式中，所述自清洁式流化床换热器中的所述换热器列管内原油的流速范围在2m/s～4m/s之间。在第三方面的一个实施方式中，在将所述第一筛板关闭预设时间段之后，将所述第二筛板打开。...
【技术保护点】
1.一种列管换热组件，包括下管箱(1)、上管箱(3)以及设置在所述下管箱(1)和所述上管箱(3)之间的换热器列管(2)，其特征在于，在所述下管箱(1)中设置有螺旋桨(10)、第一筛板(11)和第二筛板(12)，其中，所述第一筛板(11)设置在所述下管箱(1)的中部以将所述下管箱(1)分割为上部的第一空间和下部的第二空间，所述第二筛板(12)设置在所述第一空间中，所述螺旋桨(10)的桨叶设置于所述第一筛板(11)和所述第二筛板(12)之间，所述第一筛板(11)和所述第二筛板(12)能够打开和关闭以分别通过和阻挡固体颗粒。/n
【技术特征摘要】
1.一种列管换热组件，包括下管箱(1)、上管箱(3)以及设置在所述下管箱(1)和所述上管箱(3)之间的换热器列管(2)，其特征在于，在所述下管箱(1)中设置有螺旋桨(10)、第一筛板(11)和第二筛板(12)，其中，所述第一筛板(11)设置在所述下管箱(1)的中部以将所述下管箱(1)分割为上部的第一空间和下部的第二空间，所述第二筛板(12)设置在所述第一空间中，所述螺旋桨(10)的桨叶设置于所述第一筛板(11)和所述第二筛板(12)之间，所述第一筛板(11)和所述第二筛板(12)能够打开和关闭以分别通过和阻挡固体颗粒。
2.根据权利要求1所述的列管换热组件，其特征在于，所述第一筛板(11)与所述第二筛板(12)和所述下管箱(1)的安装接触处的壁面是中空的，所述第一筛板(11)和所述第二筛板(12)均由两个相同的半圆筛板组成，两个半圆筛板能够由外界驱动分别垂直于所述下管箱(1)内壁面反向向着内壁面中空处进行平移运动至所述下管箱(1)的外部，从而实现筛板的打开和关闭。
3.根据权利要求2所述的列管换热组件，其特征在于，所述第一筛板(11)和所述第二筛板(12)为圆形，且孔径为固体颗粒直径的0.6～0.8倍，厚度为5～10cm。
4.根据权利要求3所述的列管换热组件，其特征在于，所述第一筛板(11)和所述第二筛板(12)的截面形状为平面型、上凸型、下凸型、凸透型、凹透型中的一种。
5.根据权利要求4所述的列管换热组件，其特征在于，所述第一筛板(11)和所述第二筛板(12)由聚氨酯、碳钢、不锈钢、锰钢中的一种制成。
6.根据权利要求1至5中任一项所述的列管换热组件，其特征在于，还包括：
三叉支架(9)，其设置在所述下管箱(1)的所述第二空间中，并且其一根支架穿过所述第一筛板(11)的通孔支撑所述螺旋桨，其另外两根支架支撑在所述下管箱(1)的内壁上。
7.根据权利要求6所述的列管换热组件，其特征在于，所述三叉支架(9)的三根支架长度和直径完全相同，支架的长度为20～50cm，直径为所述换热器列管(2)的0.4～0.6倍，三根支架间的角度相互为120°，其中的两根支架分别固定...
【专利技术属性】
技术研发人员：罗城静彦，顾军民，裴义霞，赵精彩，
申请(专利权)人：中国石油化工股份有限公司，中国石油化工股份有限公司上海石油化工研究院，
类型：新型
国别省市：北京;11
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