[发明专利]用红外热象仪检测渣油蒸汽裂解装置分馏塔底积焦的方法

说明书

本发明是一种利用红外热象仪检测渣油蒸汽裂解装置分馏塔底积焦的方法。

渣油蒸汽裂解装置运行中，由于物理沉降和化学反应致使分馏塔底沉积固体焦炭(积焦)，阻塞塔底液体物料流出，甚者导致裂解炉进料泵抽空，只有停车清焦。因此，有效地检测运行状态中塔底积焦程度，及时调整工艺参数征服焦害，是渣油蒸汽裂解装置正常运行的关键。

分馏塔底积焦是诸多工艺参数、操作条件相互作用的综合反应，由于塔底液体物料与焦粉混合相的热力学、流体力学状态复杂，塔底外壁320℃的高温热辐射难以接近，测试难度很大。在本发明之前，国内外尚无运行状态中分馏塔底积焦量的计算模式及测试方法的报道。

GB2237 113A描述了一种检测混凝土、砖、纤维加固塑料这类非导热体内部缺陷的方法。该方法需要一定排列的辐射源照射材料表面，使被测物表面温度升至50～80℃，并且均匀；该方法还需预先估计缺陷部位的深度来确定最佳照射时间，大于或小于此时间均不能观测到缺陷。类似这种使用不同辐射源加热建筑材料以检测内部缺陷的还有：Y·A，Popov et·al·(Defektoskopiya，No6，1975)及EP O 089760(UKAEA)和N·A·Bekeshko(Defektoskopiya，No2，1987)。

DE3814132 A介绍了一种用红外温度图上显现的沥青封闭材料在辐射方面的差异来检测其缺陷的方法。该法是利用沥青特有的吸热和反射热的特性以及白天从阳光中吸收的热量晚上尚贮存其内的特点，在黎明的黑暗环境或晚上拍摄图象，找出其缺陷部位。

以上这些例子均是借助于辐射源(包括人工及自然光源)对待测目标照射，使缺陷部位与一致性部位产生温度差，再利用热象图上显现的温度差异来确定缺陷部位。另外，它们均属低温测试，辐射敏感区域在8-13μm，而本发明属中温测试，其辐射敏感区域在3-5μm，观测积焦部位不需外加辐射源，而是依物体内部温度及热阻分布自然显现温度差异，因而不受最佳加热或观察时间的限制，也不必预先估计积焦位置。此外，本发明的分馏塔内物料是流动的，积焦位置也是变化的，因而与以上几例静态测试不同。热象仪计算二维温度场需预先计算物体表面发射率，而发射率与物体本身的物理化学结构特征、表面氧化程度、粗糙度、温度有关，因而实地标算发射率可靠性最高。本发明用焊接于物体表面的数个热电偶实地标算发射率，测试精度显著提高。GB2237 113A虽然也在物体表面安装了一种温度感应器，但它是用于控制外加辐射源，与本发明中热电偶用途不同。

昭63-235835介绍了一种新型热象仪，它采用了二维红外敏感元件，并以电子扫描代替机械扫描，可得到高分辨率、高品质的热图象，并且显著提高其寿命和可靠性。并非对某种物体的具体测试方法。

本发明的目的是建立一种检测运行状态中分馏塔底积焦状况的方法(目前尚未见到任何报道)。百余次的探索分析和生产实践证明，该方法的准确率为100％。它为优化渣油蒸汽裂解工艺操调，制定最佳单、双系列及开、停车运行方案提供了及时、可靠的依据，是减轻分馏塔底积焦、延长运行周期不可缺少的有力措施。该方法对易发生积焦部位的检测，为合理制定、改造塔底搅拌机构的方案提供了依据，使塔底沉积焦粉的可能性降至最小。

本方法的测试原理示意图见图1。

结合图1叙述该方法的测试原理。图1中(1)为热象仪扫描器，(2)为热象仪控制器，(3)为热象仪显示器，(4)是数据图象记录仪即录相机，(5)是微型计算机，(6)是塔底外壁，(7)是出油管，(8)是裙座。热象仪中的扫描器(1)把来自塔底外壁(6)的电磁热辐射能量转化为电子视频信号，经信号处理转换为相应的可见光图象，数据图象记录仪即录相机(4)对模拟信号记录储存，然后进入微机(5)处理，依据斯蒂芬—玻尔兹曼定律，计算出二维温度场，即：

    M＝σεT⁴

式中：

    σ——斯蒂芬-玻尔兹曼常数，w/m²·k⁴

    ε——物体表面发射率

    T——表面温度，K

    M——全辐射度，w/m²

    本方法发明结合图1加以进一步说明。