[发明专利]一种复杂流动腐蚀环境加氢冷换设备系统的偏流控制方法

说明书

本发明公开了一种复杂流动腐蚀环境加氢冷换设备系统的偏流控制方法。方法用加氢冷换设备系统，包括物料入口部分、冷换设备、物料出口和监控部分，设有入口调节阀、红外热成像监测器和温度检测器，加氢空冷器两端设有截止阀和介质置换注入口；实时采集红外热成像图像，获得各加氢空冷器最上面管排管束内的流堵状态和最上面管排堵管数量；对堵管数量大的加氢空冷器采用调节阀和截止阀处理，通过调节阀开度、加大注水量、调节风机转速方式调节温度。本发明方法能实现加氢空冷器首排管束内部流动状态的实时检测，能调节变频风机转速、注水量和阀门开度进行偏流控制，避免或消除因偏流引发的流动加剧腐蚀，避免管道出现偏流甚至局部滞流的问题。

技术领域

本发明涉及流动腐蚀预测检测及防控控制方法，尤其是涉及一种复杂流动腐蚀环境加氢冷换设备系统的偏流控制方法。

背景技术

石化工业是国民经济的基础工业，是保障能源供应安全，实现在本世纪中叶达到中等发达国家战略目标的重要组成部分。我国原油对外依存度接近70％，进口原油种类超过150余种，且以高硫、高氮、高酸、重质原油为主，其特点是价格低、腐蚀性强，国际原油市场统称之为“劣质原油”。伴随原油性质多样化、工况多变化的过程中，石化装备普遍承受强腐蚀、超负荷运行的重大安全隐患。以加氢反应流出物系统为例，输送的多组分流体介质为油(烃类)、气(NH₃、HCl、H₂S、H₂等)、水(汽态、液态)，降温流动过程中流动加速腐蚀的动态演变特性及其临界转化条件不明确，致使加氢换热器和空冷器等冷换设备系统始终处于“高风险服役状态”。

对于加氢反应流出物冷换设备系统，尤其是加氢空冷器系统而言，多采用多组空冷器并联的方式构成加氢空冷器系统，例如4台、8台、16台的方式等，为了保证进入到每台空冷器的流量分配平衡，在多组并联的加氢空冷器系统入口管道部分采用对称布置的方式进行进料，即采用一分为二、二分为四、四分为八的方式，即采用2ⁿ的方式布置。由于加氢反应流出物输送的介质为含有NH₃、HCl和H₂S的多元组分流体介质，在流动冷却的过程中NH₃分别与HCl、H₂S反应生成铵盐NH₄Cl、NH₄HS并迅速堵塞管束。为了避免铵盐结晶或靠近管束内壁的沉积吸附堵塞管束，通常在加氢空冷器系统的入口管道进行注水以洗涤和溶解结晶析出的铵盐。鉴于加氢冷换设备系统输运的介质的特殊性，以及其输运过程涉及到复杂的流动、传热和相变过程，工程实际中即便是采用入口管道系统的对称布置，连续注水，加氢空冷器系统仍然出现了多起因偏流引起的铵盐结晶或沉积堵塞非计划停工事故，不仅酿成了严重的经济损失，而且社会负面影响很大。近期受国际新冠疫情的影响，原油市场的价格波动剧烈，这种情况下加氢空冷器系统的生产负荷弹性较大，空冷器管束频繁出现不均匀腐蚀、结垢堵塞等现象。前期研究表明这些流动加速局部腐蚀，或者称之为“流致腐蚀”现象的存在，均与多元流体输运过程的偏流状态直接相关。因此，研究涉及复杂流动腐蚀环境加氢冷换设备系统的偏流控制方法势在必行。

综上，面对复杂流动腐蚀环境下加氢冷换设备系统出现偏流现象而引起的流动加剧腐蚀的情况，需要一种动态实时的偏流控制方法来减缓或避免加氢冷换设备系统流动腐蚀风险，从而实现失效风险的自解除。

发明内容

为了克服背景技术领域中现有方法存在的问题，本发明的目的在于提供一种复杂流动腐蚀环境加氢冷换设备系统的偏流控制方法，该方法可以实现加氢空冷器首排管束内部流动状态的实时检测，并依据检测结果给出流动腐蚀的自适应调节防控方法，避免管道出现偏流甚至局部滞流的问题。

为了达到上述发明目的，本发明采取的技术方案是：

方法采用加氢冷换设备系统，加氢冷换设备系统包括物料入口部分、冷换设备、物料出口部分和监控部分；