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用于管道内结垢清理的控制方法、系统、设备、介质

申请号 CN202410239478.3 申请日 2024-03-04 公开(公告)号 CN117824418A 公开(公告)日 2024-04-05
申请人 长盛(廊坊)科技有限公司; 发明人 刘站江; 周元铭; 赵志刚; 吴江; 王运增; 王士龙; 马春雷; 李川; 朱国岐; 郭静;
摘要 本 申请 提供一种用于管道内 结垢 清理的控制方法、系统、设备、介质,属于列管换热器管道技术领域,该方法包括以下步骤:沿列管换热器管道的轴向,对列管换热器管道进行区域划分,得到若干个待清理区域,并获取列管换热器管道在每个待清理区域内的区域管道壁厚;调取振动信息 数据库 ,得到与各区域管道壁厚对应的振动信息,并根据各区域管道壁厚对应的振动信息,控制清理端在对应的待清理区域内沿列管换热器管道的轴向振动,撞击该待清理区域的内结垢,使内结垢从该待清理区域的管道内壁脱离;该方法可有效清理管道内结垢,且不会对管道内壁造成损伤,而且以清洗端对内结垢进行捅撞,可控性更强,安全性更高,清理效果更好。
权利要求

1.一种用于管道内结垢清理的控制方法,该控制方法用于控制清理装置对列管换热器管道的内结垢进行清理,所述清理装置至少包括能伸入所述列管换热器管道的清理端;其特征在于,该控制方法包括以下步骤:
沿所述列管换热器管道的轴向,对所述列管换热器管道进行区域划分,得到若干个待清理区域,并获取所述列管换热器管道在每个所述待清理区域内的区域管道壁厚;
调取振动信息数据库,得到与各所述区域管道壁厚对应的振动信息,并根据各所述区域管道壁厚对应的所述振动信息,控制所述清理端在对应的所述待清理区域内沿所述列管换热器管道的轴向振动,撞击该所述待清理区域的内结垢,使所述内结垢从该所述待清理区域的管道内壁脱离;所述振动信息数据库至少包括多组管道壁厚,和每组所述管道壁厚对应的所述振动信息,所述振动信息至少包括沿所述列管换热器管道的轴向,所述清理装置的振动频率和振动
2.根据权利要求1所述的用于管道内结垢清理的控制方法,其特征在于,所述对所述列管换热器管道进行区域划分,得到若干个待清理区域,至少包括以下步骤:
沿所述列管换热器管道的轴向,在所述列管换热器管道上,均匀分布设置有若干组第一采集点集合,每个所述第一采集点集合包括沿所述列管换热器管道的周向呈阵列分布的多个采集点;
在每个所述采集点上,利用超声检测法测量该所述采集点处的管道壁厚,并基于每组所述第一采集点集合内的所有所述采集点处的所述管道壁厚,计算得到该组所述第一采集点集合的周向管道壁厚;
将相邻的若干组所述第一采集点集合对应的区域作为一个所述待清理区域,同一个所述待清理区域内的每两组所述第一采集点集合的所述周向管道壁厚之间的差值绝对值小于或等于第一预设阈值
3.根据权利要求2所述的用于管道内结垢清理的控制方法,其特征在于,所述获取所述列管换热器管道在每个所述待清理区域内的区域管道壁厚,至少包括以下步骤:
任意获取一个待清理区域,将该所述待清理区域划分为若干个第一区域,若干个所述第一区域沿所述待清理区域的周向排列;每个所述第一区域内都具有若干组第二采集点集合,每个所述第二采集点集合包括沿所述列管换热器管道的轴向均匀分布的多个所述采集点;
基于每组所述第二采集点集合内的所有所述采集点处的所述管道壁厚,计算得到该组所述第二采集点集合的轴向管道壁厚;
将处于同一所述第一区域内的所有组所述第二采集点集合的所述轴向管道壁厚的平均值作为该所述第一区域的第一管道壁厚;该所述待清理区域的所有所述第一管道壁厚平均值为该所述待清理区域内的区域管道壁厚。
4.根据权利要求3所述的用于管道内结垢清理的控制方法,其特征在于,所述清理端至少包括喷头,所述喷头能喷出多路清洗;所述列管换热器管道具有沿其轴向分布的第一开口和第二开口,所述清理装置由所述第一开口伸入、并沿所述第一开口指向所述第二开口的方向在所述列管换热器管道内移动;
所述撞击该所述待清理区域的内结垢,使所述内结垢从该所述待清理区域的管道内壁脱离之后,该方法还包括以下步骤:
获取该所述待清理区域朝向所述第二开口侧的密封度;
判断所述密封度小于或等于第二预设阈值时,控制所述喷头喷出压力小于第一预设压力的清洗水;
判断所述密封度大于第三预设阈值时,控制所述喷头喷出压力大于第二预设压力的清洗水,所述第二预设压力大于所述第一预设压力。
5.根据权利要求4所述的用于管道内结垢清理的控制方法,其特征在于,所述获取该所述待清理区域朝向所述第二开口侧的密封度,至少包括以下步骤:
获取该所述待清理区域的若干个参照区域,所述参照区域为该所述待清理区域远离所述第一开口侧的所述待清理区域;
并基于所有所述周向管道壁厚,得到每个所述参照区域的内结垢厚度;并获取所有所述内结垢厚度的最大值;
计算所述最大值与所述列管换热器管道内径的比值,并将该比值作为所述密封度。
6.根据权利要求4所述的用于管道内结垢清理的控制方法,其特征在于,所述振动信息数据库还包括多组硬度,每组所述硬度对应多组所述管道壁厚;靠近所述第一开口侧的待清理区域为第一待清理区域;
所述获取所述列管换热器管道在每个所述待清理区域内的区域管道壁厚,至少包括获取列管换热器管道在第一待清理区域内的区域管道壁厚;
所述获取列管换热器管道在第一待清理区域内的区域管道壁厚之后,还包括以下步骤:
获取所述第一待清理区域的内结垢的所述硬度;
所述调取振动信息数据库,得到与各所述区域管道壁厚对应的振动信息,至少包括以下步骤:
判断所述硬度大于或等于第一预设硬度时,调取所述振动信息数据库,得到与所述硬度、所述区域管道壁厚对应的振动信息。
7.根据权利要求6所述的用于管道内结垢清理的控制方法,其特征在于,所述获取所述第一待清理区域的内结垢的所述硬度,至少包括以下步骤:
以预设振动力,控制所述清理端沿所述列管换热器管道的轴向振动,预撞击所述第一待清理区域的内结垢,得到振动次数,并基于所述振动次数,得到内结垢的硬度;所述振动次数为所述清理端的振动行程发生改变时,所述清理端的振动累计次数。
8.一种用于管道内结垢清理的控制系统,其特征在于,该控制系统用于控制清理装置对列管换热器管道的内结垢进行清理,所述清理装置至少包括能伸入所述列管换热器管道的清理端;该控制系统包括:
分区模,所述分区模块配置用于沿所述列管换热器管道的轴向,对所述列管换热器管道进行区域划分,得到若干个待清理区域,并获取所述列管换热器管道在每个所述待清理区域内的区域管道壁厚;
计算模块,所述计算模块配置用于调取振动信息数据库,得到与各所述区域管道壁厚对应的振动信息;
制模块,所述控制模块配置用于根据各所述区域管道壁厚对应的所述振动信息,控制所述清理端在对应的所述待清理区域内沿所述列管换热器管道的轴向振动,撞击该所述待清理区域的内结垢,使所述内结垢从该所述待清理区域的管道内壁脱离;所述振动信息数据库至少包括多组管道壁厚,和每组所述管道壁厚对应的所述振动信息,所述振动信息至少包括沿所述列管换热器管道的轴向,所述清理装置的振动频率和振动力。
9.一种终端设备,包括存储器、处理器以及存储在所述存储器中并可在所述处理器上运行的计算机程序,其特征在于,所述处理器执行所述计算机程序时实现如权利要求1至7任意一项所述的用于管道内结垢清理的控制方法的步骤。
10.一种计算机可读存储介质,所述计算机可读存储介质有计算机程序,其特征在于,所述计算机程序被处理器执行时实现如权利要求1至7任意一项所述的用于管道内结垢清理的控制方法的步骤。

说明书全文

用于管道内结垢清理的控制方法、系统、设备、介质

技术领域

[0001] 本申请涉及列管换热器管道技术领域,具体涉及一种用于管道内结垢清理的控制方法、系统、设备、介质。

背景技术

[0002] 目前,在工业生产上,列管式换热器为应用广泛的一种换热器,该换热器主要由壳体、管束管板、折流挡板和封头等组成,其传热效果好、面积大、结构简单,但列管式换热器的管道在长期使用过程中,会出现内部结垢的问题,如不及时清理,将会导致污垢沉积物热阻越来越高,大大降低了传热效率。
[0003] 现有技术中,目前对管道进行清洗的方式主要为高压冲洗,具体为使用带有老鼠喷头的柔性枪(即耐压软管)进行清洗,冲洗水的高压会使内结垢从管内壁脱离,但由于列管内结垢坚硬,部分还有堵死现象,这就要求冲向内结垢的水压非常高,超高水压的冲洗水不仅会使反吹的水从管道出口喷溅而出,威胁操作人员的安全,还可能会对换热器管道的内壁造成损伤。发明内容
[0004] 鉴于现有技术中的上述缺陷或不足,本申请旨在提供一种用于列管换热器管道内结垢清理的控制方法、系统、设备、介质。
[0005] 本申请第一方面提供一种用于管道内结垢清理的控制方法,该控制方法用于控制清理装置对列管换热器管道的内结垢进行清理,所述清理装置至少包括能伸入所述列管换热器管道内的清理端;该控制方法包括以下步骤:沿所述列管换热器管道的轴向,对所述列管换热器管道进行区域划分,得到若干
个待清理区域,并获取所述列管换热器管道在每个所述待清理区域内的区域管道壁厚;
调取振动信息数据库,得到与各所述区域管道壁厚对应的振动信息,并根据各所
述区域管道壁厚对应的所述振动信息,控制所述清理端在对应的所述待清理区域内沿所述列管换热器管道的轴向振动,撞击该所述待清理区域的内结垢,使所述内结垢从该所述待清理区域的管道内壁脱离;所述振动信息数据库至少包括多组管道壁厚,和每组所述管道壁厚对应的所述振动信息,所述振动信息至少包括沿所述列管换热器管道的轴向,所述清理装置的振动频率和振动
[0006] 根据本申请提供的技术方案,所述对所述列管换热器管道进行区域划分,得到若干个待清理区域,至少包括以下步骤:沿所述列管换热器管道的轴向,在所述列管换热器管道上,均匀分布设置有若干
组第一采集点集合,每个所述第一采集点集合包括沿所述列管换热器管道的周向呈阵列分布的多个采集点;
在每个所述采集点上,利用超声检测法测量该所述采集点处的管道壁厚,并基于
每组所述第一采集点集合内的所有所述采集点处的所述管道壁厚,计算得到该组所述第一采集点集合的周向管道壁厚;
将相邻的若干组所述第一采集点集合对应的区域作为一个所述待清理区域,同一
个所述待清理区域内的每两组所述第一采集点集合的所述周向管道壁厚之间的差值绝对值小于或等于第一预设阈值
[0007] 根据本申请提供的技术方案,所述获取所述列管换热器管道在每个所述待清理区域内的区域管道壁厚,至少包括以下步骤:任意获取一个待清理区域,将该所述待清理区域划分为若干个第一区域,若干个
所述第一区域沿所述待清理区域的周向排列;每个所述第一区域内都具有若干组第二采集点集合,每个所述第二采集点集合包括沿所述列管换热器管道的轴向均匀分布的多个所述采集点;
基于每组所述第二采集点集合内的所有所述采集点处的所述管道壁厚,计算得到
该组所述第二采集点集合的轴向管道壁厚;
将处于同一所述第一区域内的所有组所述第二采集点集合的所述轴向管道壁厚
的平均值作为该所述第一区域的第一管道壁厚;该所述待清理区域的所有所述第一管道壁厚平均值为该所述待清理区域内的区域管道壁厚。
[0008] 根据本申请提供的技术方案,所述清理端至少包括喷头,所述喷头能喷出多路清洗水;所述列管换热器管道具有沿其轴向分布的第一开口和第二开口,所述清理装置由所述第一开口伸入、并沿所述第一开口指向所述第二开口的方向在所述列管换热器管道内移动;所述撞击该所述待清理区域的内结垢,使所述内结垢从该所述待清理区域的管道
内壁脱离之后,该方法还包括以下步骤:
获取该所述待清理区域朝向所述第二开口侧的密封度;
判断所述密封度小于或等于第二预设阈值时,控制所述喷头喷出压力小于第一预
设压力的清洗水;
判断所述密封度大于第三预设阈值时,控制所述喷头喷出压力大于第二预设压力
的清洗水,所述第二预设压力大于所述第一预设压力。
[0009] 根据本申请提供的技术方案,所述获取该所述待清理区域朝向所述第二开口侧的密封度,至少包括以下步骤:获取该所述待清理区域的若干个参照区域,所述参照区域为该所述待清理区域远
离所述第一开口侧的所述待清理区域;
并基于所有所述周向管道壁厚,得到每个所述参照区域的内结垢厚度;并获取所
有所述内结垢厚度的最大值;
计算所述最大值与所述列管换热器管道内径的比值,并将该比值作为所述密封
度。
[0010] 根据本申请提供的技术方案,所述振动信息数据库还包括多组硬度,每组所述硬度对应多组所述管道壁厚;靠近所述第一开口侧的待清理区域为第一待清理区域;所述获取所述列管换热器管道在每个所述待清理区域内的区域管道壁厚,至少包
括获取列管换热器管道在第一待清理区域内的区域管道壁厚;
所述获取列管换热器管道在第一待清理区域内的区域管道壁厚之后,还包括以下
步骤:
获取所述第一待清理区域的内结垢的所述硬度;
所述调取振动信息数据库,得到与各所述区域管道壁厚对应的振动信息,至少包
括以下步骤:
判断所述硬度大于或等于第一预设硬度时,调取所述振动信息数据库,得到与所
述硬度、所述区域管道壁厚对应的振动信息。
[0011] 根据本申请提供的技术方案,所述获取所述第一待清理区域的内结垢的所述硬度,至少包括以下步骤:以预设振动力,控制所述清理端沿所述列管换热器管道的轴向振动,预撞击所述
第一待清理区域的内结垢,得到振动次数,并基于所述振动次数,得到内结垢的硬度;所述振动次数为所述清理端的振动行程发生改变时,所述清理端的振动累计次数。
[0012] 本申请第二方面提供一种用于管道内结垢清理的控制系统,该控制系统用于控制清理装置对列管换热器管道的内结垢进行清理,所述清理装置至少包括能伸入所述列管换热器管道的清理端;该控制系统包括:分区模,所述分区模块配置用于沿所述列管换热器管道的轴向,对所述列管换
热器管道进行区域划分,得到若干个待清理区域,并获取所述列管换热器管道在每个所述待清理区域内的区域管道壁厚;
计算模块,所述计算模块配置用于调取振动信息数据库,得到与各所述区域管道
壁厚对应的振动信息;
制模块,所述控制模块配置用于根据各所述区域管道壁厚对应的所述振动信
息,控制所述清理端在对应的所述待清理区域内沿所述列管换热器管道的轴向振动,撞击该所述待清理区域的内结垢,使所述内结垢从该所述待清理区域的管道内壁脱离;所述振动信息数据库至少包括多组管道壁厚,和每组所述管道壁厚对应的所述振动信息,所述振动信息至少包括沿所述列管换热器管道的轴向,所述清理装置的振动频率和振动力。
[0013] 本申请第三方面提供一种终端设备,包括存储器、处理器以及存储在所述存储器中并可在所述处理器上运行的计算机程序,所述处理器执行所述计算机程序时实现如上所述的用于管道内结垢清理的控制方法的步骤。
[0014] 本申请第四方面提供一种计算机可读存储介质,所述计算机可读存储介质有计算机程序,所述计算机程序被处理器执行时实现如上所述的用于管道内结垢清理的控制方法的步骤。
[0015] 本申请与现有技术相比,有益效果在于:本申请对列管式换热器管道进行区域划分,将列管换热器管道划分为若干个待清理区域,并通过清洗装置的清理端依次伸入每一个待清理区域内,向管道内壁上的内结垢施加与待清理区域内的区域管道壁厚相匹配的振动力以及振动频率,使每个待清理区域管道的内结垢都能被捅撞脱落;由于每个区域对应的振动信息与区域管道壁厚相匹配,因此本申请的控制方法可有效清理管道内结垢,且不会对管道内壁造成损伤,而且以清洗装置的清洗端对内结垢进行捅撞,相较于直接高压冲洗方式,可控性更强,安全性更高,清理效果更好。附图说明
[0016] 图1为本申请提供的用于管道内结垢清理的控制方法的步骤流程图;图2为本申请提供的用于管道内结垢清理的控制系统的结构示意图;
图3为本申请提供的一种终端设备的结构示意图;
图4为本申请提供的清洗装置的结构示意图。
[0017] 图中所述文字标注表示为:1、喷头;2、特制短节;3、清洗机水枪头;700、计算机系统;701、CPU;702、ROM;703、RAM;704、总线;705、I/O接口;706、输入部分;707、输出部分;708、存储部分;709、通信部分;
710、驱动器;711、可拆卸介质。

具体实施方式

[0018] 下面结合附图和实施例对本申请作进一步的详细说明。可以理解的是,此处所描述的具体实施例仅仅用于解释相关发明,而非对该发明的限定。另外还需要说明的是,为了便于描述,附图中仅示出了与发明相关的部分。
[0019] 需要说明的是,在不冲突的情况下,本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。下面将参考附图并结合实施例来详细说明本申请。
[0020] 实施例1在本实施例中,提出一种用于管道内结垢清理的装置,该装置设于列管换热器管
道的顶部,该装置至少包括:
清理装置,所述清理装置沿着其延伸方向至少包括依次连接的清洗机水枪头3、若干根特制短节2、喷头1;
可选地,所述喷头1为特制水老鼠头,所述清理端包括喷头1、特制短节2;
夹持装置,所述夹持装置用于夹持所述清理装置,所述夹持装置夹持于远离所述
特制水老鼠头侧;被夹持的所述清理装置的轴心与所述列管换热器管道的轴心相对;
第一驱动装置,所述第一驱动装置与所述夹持装置连接,用于驱动所述夹持装置
沿所述列管换热器管道的轴向移动,以带动所述清理装置朝向所述列管换热器管道振动;
可选地,所述第一驱动装置为气缸活塞组件。
[0021] 进一步地,列管换热器管道的内径往往为15mm,请参考图4所示,特制短节2用内径为6mm,外径为14mm的不锈钢管制作而成,用于加长清洗机枪头的长度,以达到可使特制水老鼠头深入列管换热器管道的目的,特制水老鼠头采用硬度高的材质制得,其外径为12mm,为了避免在振动撞击的过程中损伤列管内壁,特制水老鼠头的端部为光滑的略带圆弧的样式,在加工特制水老鼠头以及特制短节2时,对特制水老鼠头以及特制短节2外表面的光洁度需要保证至少为4以上。
[0022] 如果换热器的列管较长,可制作多根短节,来延长清洗机水枪头3,使枪头可以深入换热器列管内部,堵塞位置较深时,亦可采用捅撞的方式进行疏通,枪头可以近距离接触顽固结垢位置,保证了清洗水的压力不会减弱,更便于清除顽固结垢,每次增加长度建议不超过半米。
[0023] 进一步地,为了方便安装特制短节2,建议制作加工短节时在该短节两端分别留两个对称的凹槽,便于使用扳手紧固螺纹连接,由于材料壁厚的问题,建议凹槽的深度1mm;如果不留凹槽,则需要管钳紧固,但是管钳虎口会划伤该短节的表面,再疏通换热器列管时会对内壁造成划伤,影响换热器的使用寿命;而且开凹槽位置尽量不要紧挨短节两端内外螺纹位置,以防短节强度不够,易弯曲断裂。
[0024] 进一步地,在工人进行清理作业时,还要在特制短节2上加装一个保护罩,可以有效的防止水压反冲、爆管所引起的安全事故,从而保证施工人员的安全。
[0025] 诚如背景技术中提到的,针对现有技术中的问题,本申请基于上述所述的用于管道内结垢清理的装置,还提出了用于管道内结垢清理的控制方法,该控制方法用于控制清理装置对列管换热器管道的内结垢进行清理,请参考图1所示,该控制方法包括以下步骤:S101、沿所述列管换热器管道的轴向,对所述列管换热器管道进行区域划分,得到若干个待清理区域,并获取所述列管换热器管道在每个所述待清理区域内的区域管道壁厚;
S102、调取振动信息数据库,得到与各所述区域管道壁厚对应的振动信息,并根据各所述区域管道壁厚对应的所述振动信息,控制所述清理端在对应的所述待清理区域内沿所述列管换热器管道的轴向振动,撞击该所述待清理区域的内结垢,使所述内结垢从该所述待清理区域的管道内壁脱离;所述振动信息数据库至少包括多组管道壁厚,和每组所述管道壁厚对应的所述振动信息,所述振动信息至少包括沿所述列管换热器管道的轴向,所述清理装置的振动频率和振动力。
[0026] 具体地,所述列管换热器管道为一截圆筒形管状结构,在长期使用过程中,其内壁上会出现内结垢,内结垢逐渐增厚,就会越来越降低换热效率,因此需要定期对内结垢进行清理,以提高列管换热器的换热效率。
[0027] 进一步地,沿所述列管换热器管道的轴向,每两个所述待清理区域的长度可以相同,也可以不相同,在一个所述待清理区域内,沿所述列管换热器管道的轴向,所述区域管道壁厚是相对均匀的,当确定一个待清理区域后,待清理区域内的区域管道壁厚也就相应可得到,划分待清理区域以及如何确定待清理区域内的区域管道壁厚的方法在后文有描述。
[0028] 在清理时,列管换热器管道以垂直于地面的方向固定,并保证其两端的开口不被其它外物封堵或遮蔽,脱离管壁的内结垢可从任意端的管道开口被清洗机水枪中的冲洗水冲出,先从远离地面侧的所述待清理区域开始,控制所述第一驱动装置驱动所述夹持装置带动所述清理装置移动,使所述清理端沿着所述列管换热器管道的轴向振动,振动的频率与振动力的大小与该所述待清理区域内的区域管道壁厚在所述振动信息数据库内的振动信息相对应,由于所述清理端的外径与所述管道内径尺寸差距小,当管道内具有内结垢后,如果所述清理端在与管道轴心重合的前提下振动,即可将所述清理端接触到附着在管道周向的内结垢均匀振掉,无需再调整清理端与管道沿径向的相对位置,在完成一个所述待清理区域的振动撞击后,所述清理端再进入该所述待清理区域相邻、靠近地面侧的下一个所述待清理区域,以相同的方式进行清理,直至清理至最靠近地面侧的所述待清理区域,表示该列管换热器管道的清理工作完毕。
[0029] 进一步地,在某种特定的场景中,内结垢较厚,特制水老鼠头会接触到内结垢并进行撞击,在另一种特定的场景中,内结垢较薄,由于特制水老鼠头的外径小于特制短节2,特制水老鼠头不接触内结垢,而由特制短节2接触内结垢并进行撞击,因此,特制水老鼠头和特制短节2在强度上需完全符合使用要求。
[0030] 其中,所述振动信息数据库的每组管道壁厚对应的振动信息通过训练模型得到,在训练模型过程中,获取与列管换热器管道和清理装置相对应的参数下的样本集,所述样本集至少包括多组管道壁厚样本集,以及在每组管道壁厚的管道内,需用多大的力、多大频率(振动信息)去捅撞才能保证将内结垢顺利撞掉,且不损伤管道内壁,其中,可以通过管道内壁的光洁度测量去判断管道内壁是否有损伤,将所述管道壁厚样本集作为输入,对应的振动信息作为输出,对初始模型进行训练,得到振动模型,所述振动模型用于得到所述振动信息数据库中的数据,进一步地,所述振动信息需符合第一条件,所述第一条件为能保证列管换热器管道的内壁不被损伤的振动力的最大值以及振动频率的最大值,得到第一条件的方法为调取第一条件表,所述第一条件表至少包括多组内结垢厚度,和每组内结垢厚度对应的振动频率的最大值、以及振动力的最大值,这样得到的振动信息数据库内的振动信息可以最大限度地敲击掉内结垢,虽然对厚度较薄处的内结垢而言,施加该振动力和振动频率会较大,但并不会损伤到管内壁,就可以实施。
[0031] 在一可选的实施例中,所述对所述列管换热器管道进行区域划分,得到若干个待清理区域,至少包括以下步骤:沿所述列管换热器管道的轴向,在所述列管换热器管道上,均匀分布设置有若干
组第一采集点集合,每个所述第一采集点集合包括沿所述列管换热器管道的周向呈阵列分布的多个采集点;
在每个所述采集点上,利用超声检测法测量该所述采集点处的管道壁厚,并基于
每组所述第一采集点集合内的所有所述采集点处的所述管道壁厚,计算得到该组所述第一采集点集合的周向管道壁厚;
将相邻的若干组所述第一采集点集合对应的区域作为一个所述待清理区域,同一
个所述待清理区域内的每两组所述第一采集点集合的所述周向管道壁厚之间的差值绝对值小于或等于第一预设阈值。
[0032] 具体地,所述第一采集点集合即为环绕管道周向一圈的采集点的集合,每两个所述第一采集点集合之间的距离与管道总长度相适应,不能太短,太短会增加计算量,也不能太长,太长则无法保证同一个待清理区域内的内结垢相对均匀;所述管道壁厚为内结垢厚度,即为超声检测法得到的管道整体壁厚减去管道本体壁厚的差值,管道本体壁厚可通过查询列管换热器的出厂参数得到,需要说明的是,本文中提到的管道壁厚都可以理解为剔除管道本体壁厚后的内结垢厚度,内结垢厚度为附着在管道内壁上的内结垢的裸露面到管道内壁之间的距离。
[0033] 可选地,所述第一采集点集合的周向管道壁厚为该组所述第一采集点集合中所有所述采集点处的所述管道壁厚的平均值。
[0034] 将每组所述第一采集点集合的周向管道壁厚以上述方式计算得到后,开始进行划分,划分原则为:从最远离地面的第一采集点集合开始,该第一采集点集合作为一号第一采集点集合,沿着指向地面的方向,第一采集点集合的编号分别为二号第一采集点集合、三号第一采集点集合......n号第一采集点集合,如果一号第一采集点集合、二号第一采集点集合、三号第一采集点集合的周向管道壁厚之间的差值绝对值小于或等于第一预设阈值,那么将一号第一采集点集合、二号第一采集点集合、三号第一采集点集合对应的区域作为一个待清理区域,再从四号第一采集点集合开始,以相同的方式进行划分;如果一号第一采集点集合与二号第一采集点集合的周向管道壁厚之间的差值绝对值大于第一预设阈值,那么将一号第一采集点集合对应的区域作为一个待清理区域,再从二号第一采集点集合开始,以相同的方式进行划分。由于每个所述待清理区域内包含的所述第一采集点集合的个数不同,因此每两个所述待清理区域的长度也不同。
[0035] 本实施例提供的区域划分的方式可以在一定程度上简化整个清理的控制过程,在所述清洗端逐渐深入管道内撞击时,如果若干组连续的第一采集点集合处于同一个待清理区域内,则可维持所述第一驱动装置输出的动力不变,直至待清理区域发生改变,随之振动信息发生改变,再调节所述第一驱动装置,改变动力,该分区域处理的方式可提升清理内结垢的效率。
[0036] 在一可选的实施例中,所述获取所述列管换热器管道在每个所述待清理区域内的区域管道壁厚,至少包括以下步骤:任意获取一个待清理区域,将该所述待清理区域划分为若干个第一区域,若干个
所述第一区域沿所述待清理区域的周向排列;每个所述第一区域内都具有若干组第二采集点集合,每个所述第二采集点集合包括沿所述列管换热器管道的轴向均匀分布的多个所述采集点;
基于每组所述第二采集点集合内的所有所述采集点处的所述管道壁厚,计算得到
该组所述第二采集点集合的轴向管道壁厚;
将处于同一所述第一区域内的所有组所述第二采集点集合的所述轴向管道壁厚
的平均值作为该所述第一区域的第一管道壁厚;该所述待清理区域的所有所述第一管道壁厚平均值为该所述待清理区域内的区域管道壁厚。
[0037] 具体地,每个所述待清理区域都有若干个所述第一区域,若干个所述第一区域周向排列组成所述待清理区域,所述第一区域的延伸方向为列管换热器管道的轴向,对于一个待清理区域而言,其中的第一区域的所述第二采集点集合中的采集点属于处于该待清理区域内的不同组的所述第一采集点集合。
[0038] 将所述第二采集点集合内的所有所述采集点处的所述管道壁厚求取平均值,该平均值即为该组所述第二采集点集合的轴向管道壁厚;本实施例考虑了沿管道周向,存在内结垢厚度不均匀的情况,提供了一种进一步
沿着周向,进行分区域,多次求取平均值的方法更细化、更具有针对性,使得到的区域管道壁厚更具有代表性,更加准确。
[0039] 在一可选的实施例中,所述清理端至少包括喷头1,所述喷头1能喷出多路清洗水;所述列管换热器管道具有沿其轴向分布的第一开口和第二开口,所述清理装置由所述第一开口伸入、并沿所述第一开口指向所述第二开口的方向在所述列管换热器管道内移动;
所述撞击该所述待清理区域的内结垢,使所述内结垢从该所述待清理区域的管道
内壁脱离之后,该方法还包括以下步骤:
获取该所述待清理区域朝向所述第二开口侧的密封度;
判断所述密封度小于或等于第二预设阈值时,控制所述喷头1喷出压力小于第一
预设压力的清洗水;
判断所述密封度大于第三预设阈值时,控制所述喷头1喷出压力大于第二预设压
力的清洗水,所述第二预设压力大于所述第一预设压力。
[0040] 具体地,本实施例考虑由于管道的两端都具有开口,如果两端没有内结垢完全堵死的情况,那么所述清理端振动后,撞击脱落的内结垢可以被所述喷头1喷出的多路清洗水冲击,与清洗水一同从第一开口或第二开口流出。
[0041] 可选地,所述喷头1选择出水口为一进三退的型号,即为端部一个孔,喷射清洗水的方向朝向所述第二开口,尾部三个孔,喷射清洗水的方向朝向所述第一开口,所述喷头1内喷出的清洗水的水压由清洗机控制;所述清理端振动后,再通过清洗水的水压将捅松或者掉落的内结垢冲开,后三孔的水压将结垢冲洗出来,以达到清除顽固结垢的作用。
[0042] 所述密封度用于表征该所述待清理区域以下的管道内部区域有没有与外界连通,即该所述待清理区域以下的管道内部有没有被内结垢堵死,所述密封度为100%时,意味着该所述待清理区域以下的管道内部被内结垢完全堵死,由于被撞击脱落的内结垢会形成粉末状或者颗粒状的物质,那么想要让粉末状或者颗粒状的物质顺利从第二开口流出,所述密封度需小于100%,但又不能接近于100%,即需要为粉末状或者颗粒状的物质顺利流下提供一定空间,可选地,所述密封度为80%。
[0043] 进一步地,被撞击脱落的粉末状或者颗粒状的内结垢要从所述第二开口流出,无需清洗水的压力过大,它们凭借自身重力也可以滑落,从所述第二开口慢慢流出,此时为它们施加所述第一预设压力的清洗水,可帮助它们较快地从所述第二开口流出。
[0044] 但以上方法仅针对于该所述待清理区域朝向所述第二开口侧的密封度小于或等于第二预设阈值时,如果密封度大于所述第三预设阈值,说明所述待处理区域以下的管道内部被堵死,那内结垢无法从所述第二开口流出,此时,由于该所述待清理区域朝向所述第一开口侧的管道内部已经被清洗端振动敲击完毕,因此朝向所述第一开口侧的密封度一定小于或等于所述第二预设阈值,此时通过加大清洗水的压力,使内结垢从所述第一开口被冲出。
[0045] 在一可选的实施例中,所述获取该所述待清理区域朝向所述第二开口侧的密封度,至少包括以下步骤:获取该所述待清理区域的若干个参照区域,所述参照区域为该所述待清理区域远
离所述第一开口侧的所述待清理区域;
并基于所有所述周向管道壁厚,得到每个所述参照区域的内结垢厚度;并获取所
有所述内结垢厚度的最大值;
计算所述最大值与所述列管换热器管道内径的比值,并将该比值作为所述密封
度。
[0046] 具体地,所述参照区域即为该所述待清理区域以下的待清理区域,所述参照区域的内结垢厚度即为该所述参照区域的所有所述周向管道壁厚的最大值,再获取所有所述内结垢厚度的最大值,当该最大值与所述列管换热器管道内径相等时,密封度为100%,意味着底部被内结垢完全堵死,当该最大值与所述列管换热器管道内径差距大时,说明密封度较小。
[0047] 在一可选的实施例中,所述振动信息数据库还包括多组硬度,每组所述硬度对应多组所述管道壁厚;靠近所述第一开口侧的待清理区域为第一待清理区域;所述获取所述列管换热器管道在每个所述待清理区域内的区域管道壁厚,至少包
括获取列管换热器管道在第一待清理区域内的区域管道壁厚;
所述获取列管换热器管道在第一待清理区域内的区域管道壁厚之后,还包括以下
步骤:
获取所述第一待清理区域的内结垢的所述硬度;
所述调取振动信息数据库,得到与各所述区域管道壁厚对应的振动信息,至少包
括以下步骤:
判断所述硬度大于或等于第一预设硬度时,调取所述振动信息数据库,得到与所
述硬度、所述区域管道壁厚对应的振动信息。
[0048] 具体地,管道内壁上的内结垢的硬度即为水垢的软硬程度,其与管道内流通的水的成分含量、换热器的工作温度、以及两次清理工作之间的间隔时长等都相关,例如,水中粘性物质多、换热器的工作温度高、两次清理工作之间间隔时长久,都会增加内结垢的硬度。
[0049] 所述硬度表征着内结垢的顽固程度,即被敲击脱落的难易程度,因此所述振动信息不仅与所述待清理区域内的区域管道壁厚有关,也与所述硬度有关,而且当内结垢的硬度达到一定程度时,才需要进行撞击处理,如果比较软时,直接用刷头和清洗水进行清理即可。由于水经过整个管道内,整个管道的内结垢的硬度大体上相近,因此可在所述清洗端进入所述第一待清理区域时,进行一次硬度的获取与判断,后续为了提高处理效率,直接使用该获取以及判断结果即可。
[0050] 本实施例考虑到内结垢的硬度与所述清理端的振动信息也有关,如果较软时,即使内结垢厚度较厚,也比较容易清理,如果较硬时,即使内结垢厚度较薄,也不容易清理,对应的振动信息会有差异,本实施例将所述振动信息数据库内引入所述硬度,进一步提升了控制精度,优化了清理效果。
[0051] 在一可选的实施例中,所述获取所述第一待清理区域的内结垢的所述硬度,至少包括以下步骤:以预设振动力,控制所述清理端沿所述列管换热器管道的轴向振动,预撞击所述
第一待清理区域的内结垢,得到振动次数,并基于所述振动次数,得到内结垢的硬度;所述振动次数为所述清理端的振动行程发生改变时,所述清理端的振动累计次数。
[0052] 具体地,所述预设振动力选取较小的值,控制所述清理端以所述预设振动力进行预振动,对内结垢进行预撞击,在每次所述清理端振动时,所述清理端的端部被内结垢阻止时,所述清理端会撞击到这部分内结垢,此时获取所述清理端的端部沿轴向的撞击位置;当所述撞击位置发生后移时,判定为所述振动行程发生改变。
[0053] 基于所述振动次数,通过硬度模型得到内结垢的硬度,所述硬度模型的输入为振动次数,输出为内结垢的硬度。其中,振动次数越大,说明所述内结垢的硬度越大,越顽固,越不容易被撞击脱落。
[0054] 在某种特定的场景中,如果在经过n次振动后,与其接触的这部分内结垢被撞掉了,那么所述清理端在第n+1次振动时,一定会深入一定程度,即在第n+1次振动时,所述清理端会接触到更深入的那部分内结垢,表明所述清理端的所述振动行程发生了变化,在该应用场景中,前n次振动所述振动行程未发生变化,所述振动次数为n+1。
[0055] 本申请利用清理端的强度特点,先使用清理端进行振动、对内结垢进行捅捣,使内结垢从管内壁脱离,这样就能实现仅使用压力较低的清洗机就可将脱离内壁后的内结垢从管道内冲出的效果,大大节约了设备成本,并解决细径列管换热器的顽固结垢(先通过预撞击判断结垢的软硬程度)难以清洗的问题,本申请采用硬管连接的方式,相较于现业内使用的均为柔性钢枪(即耐压软管)连接的方式,本申请采用捅撞的形式有效地清理了顽固结垢,而且可以减少水量的使用,减少了由于清洗结垢所产生的危废排放物的排放总量,降低危废处理的成本,起到很好的节能减排、安全环保的作用;该方法可以有效地保证换热器等设备的使用寿命,自动控制、精准匹配振动信息的清理手段对管道内壁不会造成损伤,而且缩短了清理时间,延长了清理周期,保证了生产时间。
[0056] 实施例2请参考图2所示,本实施例提供一种用于管道内结垢清理的控制系统,该控制系统用于控制清理装置对列管换热器管道的内结垢进行清理,所述清理装置至少包括能伸入所述列管换热器管道的清理端;该控制系统包括:
分区模块,所述分区模块配置用于沿所述列管换热器管道的轴向,对所述列管换
热器管道进行区域划分,得到若干个待清理区域,并获取所述列管换热器管道在每个所述待清理区域内的区域管道壁厚;
计算模块,所述计算模块配置用于调取振动信息数据库,得到与各所述区域管道
壁厚对应的振动信息;
控制模块,所述控制模块配置用于根据各所述区域管道壁厚对应的所述振动信
息,控制所述清理端在对应的所述待清理区域内沿所述列管换热器管道的轴向振动,撞击该所述待清理区域的内结垢,使所述内结垢从该所述待清理区域的管道内壁脱离;所述振动信息数据库至少包括多组管道壁厚,和每组所述管道壁厚对应的所述振动信息,所述振动信息至少包括沿所述列管换热器管道的轴向,所述清理装置的振动频率和振动力。
[0057] 实施例3如图3所示,所述终端设备的计算机系统700包括CPU701,其可以根据存储在
ROM702中的程序或者从存储部分708加载到RAM703中的程序而执行各种适当的动作和处理。在RAM703中,还存储有系统操作所需的各种程序和数据。CPU701、ROM702以及RAM703通过总线704彼此相连。I/O接口705也连接至总线704。以下部件连接至I/O接口705:包括键盘鼠标等的输入部分706;包括诸如阴极射线管(CRT)、液晶显示器(LCD)等以及扬声器等的输出部分707;包括硬盘等的存储部分708;以及包括诸如LAN卡、调制解调器等的网络接口卡的通信部分709。通信部分709经由诸如因特网的网络执行通信处理。驱动器也根据需要连接至I/O接口705。可拆卸介质711,诸如磁盘、光盘、磁光盘、半导体存储器等等,根据需要安装在驱动器710上,以便于从其上读出的计算机程序根据需要被安装入存储部分708。
[0058] 特别地,根据本申请的实施例,上文参考流程图1描述的过程可以被实现为计算机软件程序。例如,本申请的实施例3包括一种计算机程序产品,其包括承载在计算机可读介质上的计算机程序,该计算机程序包含用于执行流程图所示的方法的程序代码。在这样的实施例中,该计算机程序可以通过通信部分从网络上被下载和安装,和/或从可拆卸介质被安装。在该计算机程序被CPU701执行时,执行本计算机系统700中限定的上述功能。
[0059] 需要说明的是,本申请所示的计算机可读介质可以是计算机可读信号介质或者计算机可读存储介质或者是上述两者的任意组合。计算机可读存储介质例如可以是——但不限于——电、磁、光、电磁、红外线、或半导体的系统、装置或器件,或者任意以上的组合。计算机可读存储介质的更具体的例子可以包括但不限于:具有一个或多个导线的电连接、便携式计算机磁盘、硬盘、随机访问存储器(RAM)、只读存储器(ROM)、可擦式可编程只读存储器(EPROM或闪存)、光纤、便携式紧凑磁盘只读存储器(CD‑ROM)、光存储器件、磁存储器件、或者上述的任意合适的组合。在本申请中,计算机可读存储介质可以是任何包含或存储程序的有形介质,该程序可以被指令执行系统、装置或者器件使用或者与其结合使用。而在本申请中,计算机可读的信号介质可以包括在基带中或者作为载波一部分传播的数据信号,其中承载了计算机可读的程序代码。这种传播的数据信号可以采用多种形式,包括但不限于电磁信号、光信号或上述的任意合适的组合。计算机可读的信号介质还可以是计算机可读存储介质以外的任何计算机可读介质,该计算机可读介质可以发送、传播或者传输用于由指令执行系统、装置或者器件使用或者与其结合使用的程序。计算机可读介质上包含的程序代码可以用任何适当的介质传输,包括但不限于:无线、电线、光缆、RF等等,或者上述的任意合适的组合。
[0060] 附图中的流程图和框图,图示了按照本申请各种实施例3的系统、方法和计算机程序产品的可能实现的体系架构、功能和操作。在这点上,流程图或框图中的每个方框可以代表一个模块、程序段、或代码的一部分,上述模块、程序段、或代码的一部分包含一个或多个用于实现规定的逻辑功能的可执行指令。也应当注意,在有些作为替换的实现中,方框中所标注的功能也可以以不同于附图中所标注的顺序发生。例如,两个接连地表示的方框实际上可以基本并行地执行,它们有时也可以按相反的顺序执行,这依所涉及的功能而定。也要注意的是,框图或流程图中的每个方框、以及框图或流程图中的方框的组合,可以用执行规定的功能或操作的专用的基于硬件的系统来实现,或者可以用专用硬件与计算机指令的组合来实现。
[0061] 作为另一方面,本申请还提供了一种计算机可读介质,该计算机可读介质可以是上述实施例中描述的电子设备中所包含的;也可以是单独存在,而未装配入该电子设备中。上述计算机可读介质承载有一个或者多个程序,当上述一个或者多个程序被一个该电子设备执行时,使得该电子设备实现如上述实施例中所述的用于管道内结垢清理的控制方法。
[0062] 例如,所述电子设备可以实现如图1中所示的:步骤S101.沿所述列管换热器管道的轴向,对所述列管换热器管道进行区域划分,得到若干个待清理区域,并获取所述列管换热器管道在每个所述待清理区域内的区域管道壁厚;步骤S102.调取振动信息数据库,得到与各所述区域管道壁厚对应的振动信息,并根据各所述区域管道壁厚对应的所述振动信息,控制所述清理端在对应的所述待清理区域内沿所述列管换热器管道的轴向振动,撞击该所述待清理区域的内结垢,使所述内结垢从该所述待清理区域的管道内壁脱离;所述振动信息数据库至少包括多组管道壁厚,和每组所述管道壁厚对应的所述振动信息,所述振动信息至少包括沿所述列管换热器管道的轴向,所述清理装置的振动频率和振动力。
[0063] 应当注意,尽管在上文详细描述中提及了用于动作执行的设备的若干模块或者单元,但是这种划分并非强制性的。实际上,根据本申请公开的实施方式,上文描述的两个或更多模块或者单元的特征和功能可以在一个模块或者单元中具体化。反之,上文描述的一个模块或者单元的特征和功能可以进一步划分为由多个模块或者单元来具体化。
[0064] 此外,尽管在附图中以特定顺序描述了本申请中方法的各个步骤,但是,这并非要求或者暗示必须按照该特定顺序来执行这些步骤,或是必须执行全部所示的步骤才能实现期望的结果。附加的或备选地,可以省略某些步骤,将多个步骤合并为一个步骤执行,以及/或者将一个步骤分解为多个步骤执行等。
[0065] 通过以上的实施方式的描述,本领域的技术人员易于理解,这里描述的示例实施方式可以通过软件实现,也可以通过软件结合必要的硬件的方式来实现。
[0066] 本文中应用了具体个例对本申请的原理及实施方式进行了阐述,以上实施例的说明只是用于帮助理解本申请的方法及其核心思想。以上所述仅是本申请的优选实施方式,应当指出,由于文字表达的有限性,而客观上存在无限的具体结构,对于本技术领域的普通技术人员来说,在不脱离本申请原理的前提下,还可以作出若干改进、润饰或变化,也可以将上述技术特征以适当的方式进行组合;这些改进润饰、变化或组合,或未经改进将发明的构思和技术方案直接应用于其他场合的,均应视为本申请的保护范围。
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