一种管式换热器的清灰方法及管式换热器清灰装置技术领域
本发明涉及冶金技术领域，特别涉及一种管式换热器的清灰方法及管式
换热器清灰装置。
背景技术
管式换热器以封闭在壳体中管束的壁面作为传热面的间壁式换热器，管
式换热器在对高温废气进行换热的过程中，废气中往往会携带一定量的灰尘
和一些以气态形式存在的化合物，在废气降温的过程中，废气中的以气态形
式存在的化合物之间发生化学反应生成具有较强粘附性的液态化合物或者粘
附性很强的固态化合物，或者废气中的以气态形式存在的化合物直接冷凝形
成具有较强粘附性的液态化合物或者粘附性很强的固态化合物，在气体流通
的过程中粘附性较强的液态化合物或者固态化合物会携带灰尘一并吸附在管
式换热器的壁面上，造成管式换热器的换热效率降低，严重时需要停机进行
清理。
因此，如何保证管式换热器的换热效率，成为本领域技术人员亟待解决
的技术问题。
发明内容
有鉴于此，本发明提供了一种管式换热器清灰装置，以保证管式换热器
的换热效率。本发明还提供了一种管式换热器的清灰方法。
为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：
一种管式换热器清灰装置，包括：
刀架，所述刀架包括与所述换热管垂直布置的竖直板和与所述竖直板末
端连接的水平板；
清灰刀，所述清灰刀设置在相邻两排换热管之间，所述清灰刀的宽度小
于相邻两排换热管之间的距离，所述清灰刀与所述竖直板连接，所述清灰刀
与所述换热管的轴线方向垂直，所述竖直板的顶端设置有所述清灰刀，所述
清灰刀的个数与所述换热管的排数相等；
设置在所述水平板的下端的第一滑轮；
沿所述换热管的轴线方向平行布置的导轨，所述第一滑轮能够在所述导
轨内滑动，所述导轨固定在所述管式换热器上。
优选的，在上述管式换热器清灰装置中，还包括驱动装置，所述驱动装
置包括：
钢丝绳，所述钢丝绳与所述刀架的水平板连接；
能够缠设所述钢丝绳的卷轴；
与所述卷轴连接能够为所述卷轴提供转动动力的电机。
优选的，在上述管式换热器清灰装置中，所述钢丝绳的个数为两根，且
所述钢丝绳平行布置。
优选的，在上述管式换热器清灰装置中，还包括用于改变所述钢丝绳运
动方向的第二滑轮，所述第二滑轮的个数为四个，其中两个所述第二滑轮的
高度与所述水平板的高度相等且分别位于所述刀架的两侧，另外两个所述第
二滑轮的高度与所述卷轴的高度相等且分别位于所述刀架的两侧。
优选的，在上述管式换热器清灰装置中，所述导轨的个数为两个，且两
个所述导轨平行布置，两个所述导轨位于所述水平板的两端。
优选的，在上述管式换热器清灰装置中，所述清灰刀包括安装板和与所
述安装板固定连接的刀头，所述安装板与所述竖直板连接，所述刀头为圆弧
形刀头，所述圆弧形刀头与所述换热管的弧度相等或者所述刀头为圆环形刀
头。
优选的，在上述管式换热器清灰装置中，所述清灰刀的下端面距离所述
换热管的管壁1-5mm。
优选的，在上述管式换热器清灰装置中，所述导轨与所述管式换热器的
底板连接。
优选的，在上述管式换热器清灰装置中，所述清灰刀与所述刀架焊接连
接，或者所述清灰刀与所述刀架螺栓连接。
一种管式换热器的清灰方法，该方法使用上述任意技术方案所述的管式
换热器清灰装置，该方法包括：
步骤1)电机在正转模式下运行，所述电机为卷轴提供动力拉紧钢丝绳，
所述钢丝绳拉动刀架沿着换热管的轴线方向自换热管的一端运动至另一端
后；
步骤2)电机在反转模式下运行，所述电机为卷轴提供动力拉紧钢丝绳，
所述钢丝绳拉动刀架沿着换热管的轴线方向自换热管的一端运动至另一端
后；
步骤3)定期重复步骤1)和步骤2)。
从上述技术方案可以看出，本发明提供的管式换热器清灰装置包括刀架
清灰刀、第一滑轮和导轨，清灰刀安装在刀架上，清灰刀能够对换热管上的
灰尘进行刮擦，清灰刀的设置方向与换热管的轴线方向垂直，且清灰刀的宽
度小于相邻两排换热管之间的距离，保证清灰刀能够在相邻两排换热管之间
做往复运动。在具体使用的过程中，推动刀架，刀架通过第一滑轮在导轨内
滑动，清灰刀随着刀架的运动对换热管上的灰尘进行刮擦，实现对换热管上
灰尘的大面积清理，减小覆盖在换热管上的灰尘的厚度，保证换热管的换热
效率。
本发明还提供了一种管式换热器的清灰方法，该方法中用到了上述管式
换热器清灰装置，由于上述管式换热器清灰装置具有上述技术效果，利用该
管式换热器清灰装置的方法也具有同样的技术效果，在此不再赘述。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实
施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面
描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，
在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本发明实施例提供的管式换热器清灰装置的结构示意图；
图2为本发明实施例提供的管式换热器清灰装置的驱动装置的结构示意
图。
1、刀架，2、清灰刀，3、第一滑轮，4、导轨，5、钢丝绳，6、卷轴，7、
电机，8、第二滑轮。
具体实施方式
本发明公开了一种管式换热器清灰装置，以保证管式换热器的换热效率。
本发明还公开了一种管式换热器的清灰方法。
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行
清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而
不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做
出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
请参阅图1和图2，图1为本发明实施例提供的管式换热器清灰装置的结
构示意图；图2为本发明实施例提供的管式换热器清灰装置的驱动装置的结
构示意图。
本发明公开了一种管式换热器清灰装置，包括：刀架1、清灰刀2、第一
滑轮3和导轨4，其中，
刀架1包括与换热管垂直布置的竖直板和与竖直板末端连接的水平板，
刀架1整体为U型刀架，U型刀架的上端为开放端，U型刀架的水平板宽度
与管式换热器的宽度相等，竖直板的长度与管式换热器的高度相等；
清灰刀2设置在相邻两排换热管之间，清灰刀2的宽度小于相邻两排换
热管之间的距离，保证清灰刀2能够顺利在两排换热管之间做往复运动，清
灰刀2与竖直板连接，清灰刀2与换热管的轴线方向垂直，在清灰刀2的往
复运动过程中能够对换热管上的灰尘进行刮擦，实现灰尘的大面积清理；
第一滑轮3与沿换热管的轴线方向平行布置的导轨4配合，第一滑轮3
能够在导轨4内滑动，推动刀架1运动进而实现第一滑轮3在导轨4内的滚
动，利用导轨4与第一滑轮3配合能够降低工作人员推动刀架1的人工劳动
强度。本方案中，导轨4固定在管式换热器上。
本方案提供的管式换热器清灰装置通过设置在刀架1上的清灰刀2实现
对换热管上灰尘的清理，刀架1上可以设置多把清灰刀2，优选的，清灰刀2
的个数与换热管的排数相等，在一次刮擦的过程中能够实现对管式换热器上
所有换热管上灰尘的刮擦，从而达到减小附着在管式换热器上灰尘厚度的目
的，保证管式换热器的换热效果。
本方案提供的管式换热器清灰装置能够在一次刮擦的过程中对管式换热
器上的所有换热管进行清灰处理，从而在一定程度上降低工作人员清理管式
换热器的人工劳动强度。
为了防止清灰刀2与换热管的外壁接触刮伤换热管的管壁，清灰刀1的
下端距离换热管的管壁1-5mm，避免清灰刀1直接与管壁接触，从而避免刮
伤管壁，且能够使管式换热器上的灰尘始终保持同等厚度，有利于管式换热
器换热效率的稳定，利于整个管式换热器系统平衡的稳定。
清灰刀2的个数与换热管的排数相等，相应的在U型框架的开放端也设
置有清灰刀2，能够避免工作人员单独对管式换热器的上端进行清理，进一步
降低了工作人员清理管式换热器的人工劳动强度。
为了进一步降低工作人员操作的人工劳动强度，还包括驱动装置，驱动
装置包括：
钢丝绳5，钢丝绳5与刀架1的水平板连接；
能够缠设钢丝绳5的卷轴6；
与卷轴6连接能够为卷轴6提供转动动力的电机7。
通过电机7驱动卷轴6转动，从而带动钢丝绳5拉动刀架1运动，刀架1
在钢丝绳5的拉动下自换热管的一端移动至另一端，完成对换热管的单次刮
擦。本方案提供驱动装置，通过电机7的正转和反转实现刀架1的往复运动，
从而实现清灰刀2对换热管的反复刮擦，保证灰尘的清理效果。
需要指出的是管式换热器上开设有能够供钢丝绳穿过的孔。
本方案提供的管式换热器清灰装置提供了驱动装置，代替人工手动推动
刀架1运动，能够降低灰尘清理的人工劳动强度，且通过第一滑轮3与导轨4
配合，降低能量损耗。
为了保证刀架1的稳定滑动，本方案提供的装置中钢丝绳5的个数为两
根，且钢丝绳5平行布置，钢丝绳5均匀布置在水平板上，保证施加在刀架1
上的力均匀，保证刀架1在导轨上稳定滑动，从而提高每次对换热管上灰尘
的刮擦效果。
为了避免在电机7的驱动过程中钢丝绳5不能有序缠绕，还包括用于改
变钢丝绳5运动方向的第二滑轮8，第二滑轮8的个数为四个，其中两个第二
滑轮8的高度与水平板的高度相等且分别位于刀架2的两侧，另外两个第二
滑轮的高度与卷轴6的高度相等且分别位于刀架2的两侧，从上述内容可以
看出，与水平板高度相等的第二滑轮8能够对穿过刀架1上的钢丝绳5起到
导向作用，对钢丝绳5作用在刀架1上的力和方向起到调整作用，保证刀架1
的稳定滑动，与卷轴6高度相等的第二滑轮8能够通过卷轴6的钢丝绳5起
到导向作用，实现钢丝绳5的有序缠绕，与水平板高度相等的第二滑轮8也
能对钢丝绳5的有序缠绕起到辅助作用。
为了保证刀架1的稳定运动，导轨4的个数为两个，且两个导轨4平行
布置，两个导轨4位于水平板的两端，相应的第一滑轮3的个数也为两个，
第一滑轮3起到对刀架1的稳定支撑作用，同时能够进一步降低刀架1滑动
过程中的摩擦力，降低电机7损耗的能量。
清灰刀2具有多种形式，本方案中列举了以下实施例：
实施例1，清灰刀2包括安装板和与安装板固定连接的刀头，刀头为圆弧
形刀头，圆弧形刀头与换热管的弧度相等，安装板与竖直板连接；
实施例2，清灰刀2包括安装板和与安装板固定连接的刀头，刀头为圆环
形刀头，安装板与竖直板连接；
实施例3，清灰刀2为矩形板，矩形板的长度与管式换热器的宽度相等。
实施例1和实施例3中的清灰刀2在单次刮擦的过程中只能对换热管的
一侧进行刮擦，实施例2中清灰刀2在单次刮擦的过程中能够对换热管的周
向进行整体刮擦。
为了保证导轨3的稳定连接，优选的，导轨3与管式换热器的底板连接，
不需要借助其他装置即可实现管式换热器清灰装置的安装，从而降低了管式
换热器清灰装置的成本和体积。为了方便管式换热器清灰装置与底板的连接，
优选的，管式换热器与底板通过螺栓连接。
为了进一步优化上述技术方案，在本发明的一具体实施例中，清灰刀2
与刀架1焊接连接，或者清灰刀2与刀架1螺栓连接，上述两种安装方案都
能实现清灰刀2与刀架1的稳定连接。
本发明还公开了一种管式换热器的清灰方法，该方法使用上述任意一项
所述的管式换热器清灰装置，该方法包括：
步骤1)电机7在正转模式下运行，电机7为卷轴6提供动力拉紧钢丝绳
5，钢丝绳5拉动刀架1沿着换热管的轴线方向自换热管的一端运动至另一端；
步骤2)电机7在反转模式下运行，电机7为卷轴6提供动力拉紧钢丝绳
5，钢丝绳5拉动刀架1沿着换热管的轴线方向自换热管的一端运动至另一端，
步骤2)实现对换热管的二次刮擦；
步骤3)依次重复步骤1)和步骤2)，在电机正转模式和反转模式的变
换下实现刀架1沿换热管轴线方向的往复运动，实现管式换热器清灰装置对
换热管的多次刮擦，其中步骤3)至少重复两次，以保证对管式换热器的刮擦
效果。
对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用
本发明。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易
见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下，
在其它实施例中实现。因此，本发明将不会被限制于本文所示的这些实施例，
而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。