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自动清洗节能系列专利产品

自动清洗节能系列专利产品

  • 分类:关于我们
  • 发布时间:2020-05-09 00:00:00
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长沙博能科技股份有限公司的研发团队,是开创传热流体动力自动清洗防垢技术领域研究的我国第一团队,分别在五个中试研发基地建立了不同技术特色(热功率240KW、高15米)的大型中试研究装置,拥有三十年创新研究、中试试验和工业应用的累累成果和世界领先优势:论文三百多篇、专利百多项、世界先进水平的省部级鉴定成果四项、国家重点推广计划项目和国家火炬计划项目各一个。研发成功的自动清洗式的立管蒸发器/再沸器换热器和水平管蒸发器换热器,形成多品种的《自动清洗式蒸发器换热器节能产品系列》,分别适用于不同物料的各种工况条件。其中往复喷动螺旋、两相流转振、2/3维螺旋、冲浪螺旋、自然调控自然循环流态化、离压螺翅等自动清洗技术,均为国内外独家拥有的独创技术。其产品已经在石化等大工业生产成功应用多年,节能节水效果显著。

Ø    中国石化和中国石油物资装备公司的资源市场成员

Ø    美国UOP公司在中国大陆加工塔盘及内件的重要战略合作伙伴

Ø    与全国多所高等院校科研机构和石油化工设计院科研技术合作

Ø    三类压力容器A1、A2制造证

 

 

长沙博能科技股份有限公司

自动清洗式传热节能设备产品分类目录

一、    自动清洗式蒸发器(再沸器)成套装置

二、    2/3维螺旋自动清洗式汽机冷凝器

三、    自动清洗式水冷设备

四、    自动清洗式换热器节能装置

五、    自动清洗式连续结晶器

六、    清洁流体新型换热器

 

一  自动清洗式蒸发热泵(再沸器)成套装置

 

【蒸发器再沸器结垢专治】

蒸发器和再沸器都属于高能耗装备,又都是关键性的工艺设备。不同点只是加热汽化的料液是水溶液还是有机物,加热管管内结垢组分,前者为无机盐结晶垢;后者为有机垢。结垢难以机械清洗,严重影响产能,又显著增大单位产能的蒸汽能耗。

制约国内外蒸发器再沸器节能的瓶颈在于加热面快速生长的结晶盐垢和有机垢。传统办法就是周期性的停车清洗。即使国内造纸行业大规模引进的蒸发器也只不过将其整个加热面一分为三,两开一洗,自动切换不需要人工操作而已,在实质上每个加热面都是每天工作16小时,清洗8小时。蒸发器污垢危害最大的是热泵蒸发器。因此,国内外热泵蒸发节能技术,若无自动清洗防垢技术保障就寸步难行,自动清洗属于最核心技术。

研发团队历经二十多年探索研究,发明了针对多种用户条件蒸发热泵结晶盐垢/再沸器有机垢(其它类型污垢)的自动清洗防垢技术,保障蒸发器/再沸器加热面长期保持高清洁度的高效运行。

【类型选用】

类型编号

技术特点

用户蒸发条件

专利技术

秘密技术

伞球清洗式蒸发器

LX-01

伞球自动清洗式

自然循环

加热管长度4/4.5

正压蒸发

常压蒸发

低真空蒸发

 3项

ZIZH

DlQ

YMGD

安全SW

降膜喷发清洗式蒸发器

LX-02

喷发自动清洗式

降膜蒸发

加热管长度6/12

热敏物料

常压蒸发

低真空蒸发

2项

Q-MIN

柔性K

MINW C

旋液流化清洗式蒸发器

LX-03.

旋液流化清洗式

母液自然循环

流态化球内部自然循环

流态化细球自然循环分离

加热管长度3/4.5

较高真空蒸发

2项

多XHG大型

单向FM

外XHXQ

百分Q

扭优

冲浪头清洗式蒸发器

LX-04.

冲浪自动清洗式

反向自然循环

加热管长度6

正压蒸发

 

1项

QFUD

LXQ

单LX

周波螺旋清洗式蒸发器

LX-05

中速强制循环

三维运动螺旋

加热管长度6

高粘度;高固液比;

沸点上升大;

复杂条件多效蒸发

1项

ZBJ

2/3W

卧式流化清洗式蒸发器

LX-06

三相流态化自动清洗

低温差热泵蒸发高节能

卧式长管壳程蒸发

自然循环浓缩结晶

常压或低真空蒸发

热敏物料

低厂房

无锅炉的低温差热泵

低温差蒸汽源利用

2项

SLQ

cisha

网壁

【产品技术】

■  国家火炬计划项目

■  国家重点推广计划项目

■  省部级鉴定世界先进水平成果

■  专利

■  大型中试优化保障:采用(240KW热功率、15高)大型中试装置,和比用户合同工程条件(蒸发母液成分和蒸发压力)更苛刻工况参数下,进行充分的中试优化和考核评价(合同用户可派专家代表直接参与数据测试),再进行专业化工程设计。以此确保可靠性高、工程最优化和用户效益最大化。

【节能原理】

常压下水的比汽化热为2477(KJ/Kg)。化工生产比较常用的三效蒸发,最低的能耗理论值为其1/3即826(KJ/Kg)。制糖制盐中的四效五效蒸发,最低的能耗理论值分别为其1/4和1/5,即分别为613(KJ/Kg)和495(KJ/Kg)。常压条件下,即使15℃温升的热泵蒸发,水蒸汽压缩机的有效能耗是饱和蒸汽的焓差,理论值只有2701.3-2677.0=24.3(KJ/Kg)。

离心压缩机式的热泵需要消耗的实际电耗,一般为热泵出口蒸汽焓值增量的5倍 。按此,计算的结果为:15℃温升的热泵蒸发的能耗是121.5(KJ/Kg),分别比三、四、五效蒸发节能85%、80%、75%。所以,热泵蒸发工艺是非常节能的蒸发工艺。

【技术关键】

蒸发器加热管内的盐垢(其它污垢),对热泵蒸发的节能效率的影响特别严重。盐垢(污垢)的导热性只有加热管金属材料的几十分之一,往往会使热泵降膜式蒸发器的传热系数K值下降2/3左右。稳定产能的蒸发器就必须维持加热负荷不变,依据传热学基本方程式Q=KAΔT可知,就只有将加热的温差T提高到未结垢时的3倍。因此,就只有使热泵出口的饱和蒸汽温度上升值增大2倍,热泵的水蒸气压缩功耗随之近似的成比例增大到300%,使得热泵蒸发工艺的节能优势丧失殆尽。

即使热泵降膜式蒸发器的传热系数K值只下降1/3左右,就要求加热温差T增大50%、热泵出口的饱和蒸汽温度上升值增大50%、热泵的水蒸气压缩功耗随之近似的成比例增加50%,严重影响热泵蒸发的节能效率。这就是至今国内外热泵蒸发节能装备不能推广应用到会结垢的蒸发生产的根本原因。

本公司二十多年研究成功自动清洗式蒸发器,为国内外独家拥有的技术。终于使热泵蒸发节能装备可以大规模的推广到会结盐垢(污垢)的蒸发生产工艺中应用。

【技术优势】

本公司的蒸发热泵成套装置,比无连续自动清洗技术的国内外热泵蒸发设备,具有如下显著优势:

(1)自动清洗强化节能;机组运行电耗能够多节省30%--60%;

(2)长期高效生产运行,不需要停车清洗,质量更稳定,产能高20%--40%;

(3)高可靠性,保证系统管线畅通,不会发生堵塞事故,操作更简便,劳动强度更低。

(4)不应用电的、磁的、超声波的,无需外加动力的能量消耗。

(5)不需要添加任何化学药品或添加剂,保证不会影响蒸发结晶所得的有价值的副产品的纯度。

(6)纯机械方法的连续自动清洗,不存在任何次生的环境污染问题。

 

二   自动清洗式汽机高真空凝汽器

 

【汽机凝汽器水垢专治】

汽机凝汽器管内的水垢表明属于沉积性的软软污垢,但是实际调查表明普遍存在或多或少的硬垢—高压水枪打出来的污垢中,不同程度地存在一些大小不一、厚度不等的“片状”的硬垢。因此,无论国内外大量使用的胶球、尼龙刷清洗技术,还是仿制俞教授发明的塑料扭带类清洗技术,效果都不理想,而表现为真空度的缓慢下降。

俞教授为首的研发团队,又经过十多年的持续研究,终于攻克了硬水垢自动清洗这一难题,发明了2/3维振动螺旋自动清洗式汽机高真空凝汽器装置,使冷却面长期保持高清洁度,为凝汽器高真空运行的高效益节能提供强有力的新技术支持。

【节能增效原理】

 “在汽轮机进汽温度不变的条件下,排汽温度每降低10 ℃,装置效率可提高3.5%左右;真空凝汽器压力每改变1%,中压汽轮机输出功率将改变1%,高压汽轮机输出功率将改变0.8%”(中国动力工程学会编写,火力发电设备技术手册  第四卷  机械工业出版社1998.12:p94)。

【产品技术】

■   国家火炬计划项目

■   世界先进的省部级鉴定成果

■   发明专利

■   专有技术

【世界首台成功应用实例】

原轻工部某集团公司热电厂的6MW汽轮机真空冷凝器,采用该技术进行改造,改前需要两台功率分别为130KW、75KW的冷却水泵供水,技改后不仅真空度有所提高,而且只需开一台130KW的冷却水泵。按电价每度0.750元、每年8000小时计算,仅冷却水泵每年冷却水的节水电费就是45万元;真空度提高3%的多发电增产效益每年112万元。

【增产节能效益巨大】

(1) 真空度可以平均提高1.3%(大型机组)~2.0%(中型机组)~2.8%(小型机组)。 对于余热利用的自备电厂的凝汽机效益巨大。以12Mpa机组凝汽机为例,每年8000小时。按电价每度0.75元(自己多发一度电就是少买电网一度电),每年多发电的增产效益就是252万元。

(2) 节水10%~20%。以12Mpa机组凝汽机为例,每年8000小时。循环冷却水消耗量3280 T/h,按最低节省10%、循环冷却水每吨0.15元计算,每年的节水费用就是39.36万元。

(3) 经过有效的过滤设备,去除纤维状、条带状和大块粒状的杂物,还可以直接利用河水、湖水、地下水,无需高额投资建设循环水处理设施。

(4) 各类水垢的汽机冷凝器,不需要改变主机结构,都可以该新技术进行改造获得高效益。一般小型机组停车技改的工期很短(一般分别为:3天/12MW、5天/25MW、7天/50MW……)。与技改前相比,改造后操作更简便,运行更稳定。

 

三  自动清洗式水冷设备

 

【水垢之害】

据原机械部兰州石油机械研究所一专题报告称,污垢使我国换热器的运行效率下降的平均幅度为50%。广州石化总厂一专家的论文中说,“以工业循环水作为冷却介质,污垢从开始沉积到达到积垢热阻平衡的时间只有25天左右,传热系数约为原来的1/2~1/3,即冷却器长期工作的传热效率是很低的。”

 

【技术支持】

■   国家重点推广计划项目

■   世界先进的省部级鉴定成果

■   每种水冷式换热器都有对应的专利技术和专有技术

 

【自洁式水冷器类型】

自动清洗技术类型

适用的水冷器类型

适用条件

WFZDGSLX

管内硬垢软垢都有效

流速最好不低于1(m/s)

NDLX/ZKND

管内软污专治

水50℃以下;流速0.80/流速0.60

GSLXZDWF

管内油垢

油冷器;油加热器

二维振动螺旋

管内沉积型水垢最有效

冷却水流速0.4以上

LXFB

套管环形流道水垢

套管水冷器;流速0.5以上

FBSXLX

立式管外水垢

新设计制造的立式列管水冷器

SXFB

卧式管外水垢

新设计制造的卧式列管水冷器

 

注:可应用于各种工业废水污水,只要求去除纤维状、条带状和8mm以上的大块粒状杂物

【用户实例】

例如,中石化鹰山石油化工厂引进的年产5万吨己内酰胺装置,加拿大制造的不锈钢水冷设备E7202( 面积491M2,4管程,1000根传热管的尺寸Φ25.4/Φ22.2×6000,壳程温度65℃,台价390万元 。)原先每年清洗两次,循环水硬垢厚度3mm左右,温度降不下来。改扩7万吨工程中继续引进需要设备费230万元。采用俞教授的自动清洗技术,不添加任何新设备,技改后开车一次成功。设备费节省200多万元。并且,冷却水流速由原设计需要2.00 m/s下降到0.69m/s,每年节省循环冷却水380万吨。使用十年来自动清洗元件仍然完好,继续应用。

例如,湖南金信化工集团公司(合成氨能力18万吨/年,尿素26万吨/年)的套管水冷器采用自动清洗技术后,使一台Ⅱ22Ⅲ型的高压机每年节约清洗费用4.5万元、节电0.66万元、增产效益57万元。

 

四 自动清洗式(换热器)节能装置

【高效长寿】

生产工艺过程中的两种料液,一种需要加热,另外一种需要冷却,但是温差不大,能够利用的余热属于低品位,并且两种料液都会在传热面产生污垢。由于污垢问题难以解决,余热利用换热器的传热系数很低,加上低品位余热的传热温差有很低,单位余热利用需要的换热器面积大,设备投资大,运行过程中还需要频繁的停车清洗,以前往往是弃之不用。针对这种冷媒热媒都容易产生污垢的低品位余热利用换热器问题,本公司研发团队开发成功的周波双旋自动清洗式余热换热器,能够换热管内外两侧都在线连续自动清洗防垢、还两侧都对流传热强化,达到高可靠的防堵塞、不需要频繁停车清洗、长周期连续运行、高效率利用余热的节能目的。

对于火焰直接加热、高温烟气(水冷器、加热炉)余热利用换热器,一般水流的流道结构又相当复杂,无法采用传统的机械清洗方法,本公司研发团队开发成功的自动清洗防垢技术,能够实现高效节能和设备使用寿命成倍延长的双重目标,还可以采用钢铁替代昂贵的铜材制造,并且性能一点也不逊色。

【产品技术】

■   国家重点推广计划项目

■   世界先进的省部级鉴定成果

■   发明专利项

■   配套的专有技术

【自洁式换热器类型】

自动清洗技术类型

适用类型

备  注

双旋周波机

管内外都有污垢

结盐性工艺料液加热冷却余热利用

三维运动螺旋

管内污水作为能源利用;管外清洁空调的水

工业污水生活污水热源利用换热器;

河水湖水地下水利用冷热源换热器;

LXFB

冷却水的流道结构形状复杂;管外高温;

工业炉节能水冷器(壁);

以钢代铜长寿水冷器(壁);

XYFB

管内高压高温污水,

管外高温火焰直接加热

油气田加注高压热水的污水加热炉装置

脉冲LXFB

烟气余热利用(冷凝水回收)的污水换热器

煤焦化烟气、天然气、油、水煤浆为燃料的工业锅炉烟气能与热利用节能装置

【用户效益】

(1)可靠性高,不会发生堵管塞管事故,可以确保节能装置换热器长期安全运行;

(2)不需要周期性的拆卸清洗;

(3)传热系数可以比常规的普通换热器高25%~55%。

(4)可利用的余热功率愈大、品位愈高,单位余热利用的设备费愈低。余热利用的这种换热器的设备费投资,一般可以一年左右全部回收;可利用的余热功率愈大、品位愈高,余热利用换热器设备费回收的时间愈短。

五  自动清洗式连续结晶装置

【结晶盐垢危害性最大】

在无机盐工业和湿法冶金的冷却(或加热)结晶设备中,结晶盐垢的生长速度一般都是很快,达到每小时数毫米的水平,生产能力下降一半以上,继续生产冷却冷冻或加热的运行能耗大幅度提升,达到20%-35%的不经济;更严重的是发生严重的堵塞换热管,被迫频繁停车清洗,成了行业的老、大、难问题。

国内外结晶器的现有生产技术是,在每根冷却冷冻管内或加热管内,安装一根有旋转刮刀的转轴,通过外部的电机驱动,需要两端轴承、减速机构和转轴密封,结构复杂,单位传热面积的造价很高;能耗高,一般在每平米0.5KW左右;并且难以大型化,单台设备的传热面积小,20平米就是超大型的。

本公司研发成功的高新技术,利用换热管内溶液自身的流动能,带动不同类型(ZDLXWF/GDLX/XYFB)的自动清洗元件,对换热管内不同类型的结晶盐垢进行自动清洗和防垢,并且还强化管内的对流传热强化过程,保障列管式结晶换热器连续生产,并且长期保持高效节能运行,技术经济指标全面超越国内外的外部电机驱动的刮刀式单管结晶器。

【产品技术】

■  发明专利项

■  与专利技术配套的秘密技术项

【自洁式结晶器类型】

自动清洗技术类型

适用的结晶器类型

备注

ZDLXWF

结晶盐垢

 

GDLX

粘性污垢,盐垢,

 

XYFB

清洗高难度的多组分盐垢

容许极其微量惰性物质混入的工艺

三化

卧式管外结晶器

 

【用户效益】

(1)原先要短周期性频繁停车清洗的加热(或冷却冷冻)的结晶器,能够自动清洗连续高效生产;

(2)生产能力一般可以提高30%—100%,甚至更高;

(3)明显降低能耗,节能幅度为10%-25%;

(4)非常适用于溶解度随温度变化明显的各种无机盐溶液结晶器;与蒸发生产相比能够非常高效的节能,比单效蒸发器节能85%以上,比三效蒸发器节能50%以上;不仅比热泵蒸发更节能,而且装置费还不到热泵蒸发装置的一半。

六 清洁流体新型换热器

《涡流列管换热器》

列管换热器的管间设置有涡流发生元件。管外传热流体在涡流发生器的作用下,管间流体不但呈螺旋流动,而且由于两相邻螺旋流交界处的周向速度都恰好相反,自然诱发产生二次螺旋涡流。因此,整个壳程空间处处充满大大小小的螺旋涡流,对流传热得到非常有效的强化;还由于涡流发生器替代了传热管间传统的折流板,壳程传热流体为轴向流,流体阻力反而显著低于传统的折流板。新结构还消除了列管管束外非布管区的旁路流。

传热强化幅度比国内外著名的折流杆换热器高10%~25%,流体阻力又比折流杆换热器低15%~30%;管间传热介质气体液体均可,尤其是气体介质更好;对管外的沉积性污垢兼有良好的防治功能;适用范围不受壳程雷诺数高低的限制,而折流杆换热器只适合于高雷诺数的工况;

已经在氮肥工业成功应用多年。原先传热面积195 M2的折流杆-螺纹管换热器的传热面积,用190M2的二次涡流换热器代替以后,使用效果相当满意:半水煤气的预热温度提高10℃,变换气出口温度下降13℃,系统的阻力由原来的0.08Mpa下降到0.05Mpa。

 

《125Y波型蒸汽加热热水器》

 

这种新结构热水器的理论原理新颖,综合性能优势显著:  

1. 对加热蒸汽的压力无限制,尤其适合升级替代高压蒸汽加热的热水器,不再需要列管式加热器,并且加热蒸汽的压力愈大,这种新型热水加热器的产能也愈高。

特别适用于锅炉蒸汽压力(温度)较高的北方采暖加热器。

2.无噪声--消除蒸汽直接加热的大噪声,在加热间门外的噪声85分贝以下。

3.节能—蒸汽零排放。

4.环保-车间内不再雾气腾腾,无蒸汽冷凝水。

5.随开随用,快速加热器,不必预热较长的时间,可以省去传统的热水储槽。

6. 新结构热水器属于无法兰的零维修结构,操作简单,运行管理费用低廉。

7.设备高效紧凑,体积只有原有蒸汽管直接通热水槽加热的热水槽的1/5到1/10。

    已经在大型肉类加工企业成功投入工业运行,效果很好。

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