常压塔顶换热器系统流动腐蚀失效分析及预测研究 被引量：6

1

作者 偶国富 王凯 +2 位作者 朱敏 孙彦霖 孙利 《石油化工腐蚀与防护》 CAS 2015年第6期1-5,共5页

针对某炼油厂的常顶换热器频繁失效的问题,首先运用化工工艺模拟软件仿真获得了常压塔顶换热系统的物性参数及油、气、水三相分率随温度的变化关系,并通过计算得出常压塔顶换热系统露点温度和NH_4Cl的结晶温度,其次运用传热计算软件对... 针对某炼油厂的常顶换热器频繁失效的问题,首先运用化工工艺模拟软件仿真获得了常压塔顶换热系统的物性参数及油、气、水三相分率随温度的变化关系,并通过计算得出常压塔顶换热系统露点温度和NH_4Cl的结晶温度,其次运用传热计算软件对常顶换热器进行传热计算,获得了换热器管、壳程的流体以及管壁的温度分布规律,并通过对失效换热器解剖分析,验证预测结论的可靠性。结果表明:常顶换热器失效的主要原因是露点腐蚀及NH_4Cl结晶垢下腐蚀,其中HCl露点腐蚀是造成换热器管束腐蚀的最直接因素;在选取的工况下,换热器中露点温度为105.5℃,主要出现在距离换热器壳程进口1.2 m处;NH_4Cl结晶温度为113℃,主要出现在距离换热器过程进口0.6 m处的位置。 展开更多

关键词 常顶换热器 工艺模拟 传热计算 腐蚀预测

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渣油加氢空冷系统流动腐蚀风险预测及防控策略研究 被引量：2

2

作者 刘骁飞 龚程程 +1 位作者 金浩哲 偶国富 《高校化学工程学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2020年第4期1044-1052,共9页

针对某石化企业I、II系列渣油加氢空冷系统,基于工艺过程的关联分析,采用逆序倒推法构建工艺仿真模型,阐明流动-传热-相变环境下铵盐结晶腐蚀和多相流冲蚀机理,确定将腐蚀因子Kp、流速、硫氢化铵(NH4HS)浓度等作为控制加氢空冷系统流动... 针对某石化企业I、II系列渣油加氢空冷系统,基于工艺过程的关联分析,采用逆序倒推法构建工艺仿真模型,阐明流动-传热-相变环境下铵盐结晶腐蚀和多相流冲蚀机理,确定将腐蚀因子Kp、流速、硫氢化铵(NH4HS)浓度等作为控制加氢空冷系统流动腐蚀的关键参数群;针对构建的工艺仿真模型,实现流动腐蚀关键参数群的风险预测。结果表明:标况下,空冷器进口Kp<0.5,NH4HS浓度<4%,与美国石油协会932B(API932B)推荐的指标相比,多相流冲蚀风险相对较小。然而,I、II系列空冷器第6管排内管束的流速分别偏低36%和36.5%,存在一定的铵盐结晶腐蚀的风险。基于构建的流动腐蚀风险预测结果,建立了以加氢控制空冷系统管束内Kp、流速、NH4HS浓度等关键流动腐蚀影响参数的控制方法,提出降低注水量、减少管束根数的耐流动腐蚀防控策略;并以提升管束内流速、满足传热要求为目标函数,实现了传热效率校核。该方案在加氢空冷器流动腐蚀防控的基础上,为装置的优化运行和操作提供了重要数据支撑。 展开更多

关键词 渣油加氢 空冷器 流动腐蚀 预测方法 防控策略

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常压塔塔顶系统管线油水两相环境下露点腐蚀机理研究

3

作者 符德晓 陈欣 +5 位作者 于希水 张冰 戴毓硕 刘骁飞 金浩哲 偶国富 《炼油技术与工程》 CAS 2024年第12期61-64,共4页

基于BK10物性方法和Peng-Robinson状态方程,构建了常压塔塔顶挥发性管线工艺仿真模型,分析了塔顶油水两相及腐蚀性介质的分布规律。在此基础上,通过实验比较分析了纯水相和油水两相中腐蚀性介质对常压塔塔顶材料的腐蚀特性,研究了不同... 基于BK10物性方法和Peng-Robinson状态方程,构建了常压塔塔顶挥发性管线工艺仿真模型,分析了塔顶油水两相及腐蚀性介质的分布规律。在此基础上,通过实验比较分析了纯水相和油水两相中腐蚀性介质对常压塔塔顶材料的腐蚀特性,研究了不同油水比例和腐蚀性介质浓度对常压塔塔顶材料腐蚀速率和表面形貌的影响规律。结果表明:常压塔塔顶HCl露点腐蚀温度为99℃,主要位于第一层塔盘;根据实验后得到的纯水相和含油相中腐蚀速率数据,纯水相中露点腐蚀最严重,油相的存在会降低常压塔塔顶露点腐蚀速率,且随着流体中油相比例增加腐蚀速率降低更加明显;HCl浓度增大会导致腐蚀程度增加。 展开更多

关键词 常压塔塔顶系统 油水两相 露点腐蚀机理 露点温度 油水比例 水含量 HCl含量 腐蚀速率

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基于Aspen Plus的减压塔顶挥发线流动腐蚀特性的预测评估方法研究 被引量：2

4

作者 符德晓 顾友杰 +1 位作者 金浩哲 张炯明 《科技与创新》 2021年第17期49-52,共4页

减压塔顶挥发线是易发生露点腐蚀和氯化铵结晶腐蚀的高风险区域,严重影响装置安全可靠长周期的稳定运行。针对塔顶挥发线频繁出现的流动腐蚀问题,基于PR状态方程,采用Aspen Plus工艺模拟软件,依据质量守恒对减压塔顶挥发线管线内多组分... 减压塔顶挥发线是易发生露点腐蚀和氯化铵结晶腐蚀的高风险区域,严重影响装置安全可靠长周期的稳定运行。针对塔顶挥发线频繁出现的流动腐蚀问题,基于PR状态方程,采用Aspen Plus工艺模拟软件,依据质量守恒对减压塔顶挥发线管线内多组分流体的流动腐蚀特性进行研究,分析了塔顶挥发管线内腐蚀性介质NH3、HCl摩尔流量随温度的变化规律,构建了与露点腐蚀、氯化铵结晶腐蚀相适应的预测评估模型,并采用NRTL电解质模型分析获得了水相物质中pH值随温度变化规律。研究结果表明,减压塔顶挥发线存在露点腐蚀和NH4Cl结晶腐蚀的风险,露点温度为95℃,多组分流体中HCl在露点水溶液中的快速溶解形成强酸环境对管壁造成露点腐蚀;NH4Cl结晶温度为91℃,铵盐结晶颗粒吸收液态酸性水造成管线与设备堵塞,减压塔顶挥发线存在一定的减薄和穿孔泄漏风险。 展开更多

关键词 减压塔 塔顶挥发线 流动腐蚀 Aspen Plus建模

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基于Aspen Plus技术的流动腐蚀实时专家诊断监管系统开发 被引量：3

5

作者 叶伊莎 任佳 +3 位作者 偶国富 程宏伟 吴学华 金浩哲 《计算机系统应用》 2016年第7期42-48,共7页

针对石化企业炼油系统流动腐蚀失效频繁发生的现状、结合现场系统可靠性和安全性的需求,在企业现有信息化管理系统基础上,设计并开发了基于Aspen Plus技术的流动腐蚀实时专家诊断监管系统.该系统采用面向对象的设计原则,以.NET为开发平... 针对石化企业炼油系统流动腐蚀失效频繁发生的现状、结合现场系统可靠性和安全性的需求,在企业现有信息化管理系统基础上,设计并开发了基于Aspen Plus技术的流动腐蚀实时专家诊断监管系统.该系统采用面向对象的设计原则,以.NET为开发平台和My SQL为数据后台,采用Visual Basic(VB)的Active X技术与Aspen Plus工艺仿真模型连接,结合Windows Communication Foundation(WCF)与.Net Remoting通信技术进行数据通讯.该系统框架可应用于多种炼油系统腐蚀监控平台的开发,以此框架开发了常压塔顶实时流动腐蚀监控平台,该监管平台能够实现装置数据的动态监测、历史数据查询、超限报警和措施指导等功能,具有有效的腐蚀防控作用. 展开更多

关键词 流动腐蚀 监管系统 ASPEN PLUS .NET VB WCF与.Net REMOTING

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NH3-HCl-H2S环境下加氢空冷系统流动腐蚀演化机理及冲蚀特性预测 被引量：4

6

作者 金浩哲 全建勋 +4 位作者 龚程程 张林 刘骁飞 张威 杨涛 《石油学报（石油加工）》 EI CAS CSCD 北大核心 2020年第4期767-776,共10页

以某石化公司柴油加氢空冷器及其出口管道系统的流动腐蚀运行风险为研究对象,基于流动-传热-相变过程中的工艺关联分析,研究腐蚀性易结晶组分NH 3、H2S、HCl在多元流体中的变化规律,揭示多元多相流体输运过程NH3-H2S-HCl环境下的流动腐... 以某石化公司柴油加氢空冷器及其出口管道系统的流动腐蚀运行风险为研究对象,基于流动-传热-相变过程中的工艺关联分析,研究腐蚀性易结晶组分NH 3、H2S、HCl在多元流体中的变化规律,揭示多元多相流体输运过程NH3-H2S-HCl环境下的流动腐蚀演化机理,建立了基于工艺分析的空冷器流动腐蚀分析方法。基于分析结果,采用Mixture模型与SST k-ω湍流模型对空冷器出口管道的冲蚀特性进行数值预测,定量分析剪切应力、传质系数及腐蚀速率等冲蚀表征参数的分布规律,进行冲蚀高风险区域的定量预测。研究结果表明:空冷器出口二级管道的三通3、三级管道的三通4的流动腐蚀各项表征参数均处于高值,其中最大腐蚀速率达到2.86×10^-7 kg/(m^2·s),易发生冲蚀穿孔泄漏。超声波测厚仪测试获得的管道减薄趋势与数值预测的结果基本吻合,可为加氢空冷系统的抗流动腐蚀优化设计和在役风险检验提供理论支撑。 展开更多

关键词 NH3-HCl-H2S多组分 多元流体 流动腐蚀演化 冲蚀特性 数值预测

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铵盐颗粒在U形换热管中的流动、沉积特性与垢下腐蚀行为 被引量：8

7

作者 吕文超 偶国富 +1 位作者 刘骁飞 许恒晖 《石油学报（石油加工）》 EI CAS CSCD 北大核心 2020年第3期609-618,共10页

通过数值模拟软件FLUENT,结合Discrete Phase Model模型,对U形换热管中铵盐的流动、沉积特性进行计算流体动力学(CFD)研究。结果表明:铵盐颗粒的粒径和多相介质流速是影响铵盐流动距离和沉积区域的重要因素。颗粒粒径越小、多相介质流... 通过数值模拟软件FLUENT,结合Discrete Phase Model模型,对U形换热管中铵盐的流动、沉积特性进行计算流体动力学(CFD)研究。结果表明:铵盐颗粒的粒径和多相介质流速是影响铵盐流动距离和沉积区域的重要因素。颗粒粒径越小、多相介质流速越大,铵盐流动距离越远,沉积区域越大。通过固体颗粒流动沉积模拟实验进一步研究发现,对于粒径小于0.03 mm的固体颗粒,当多相介质流速大于5.50 m/s时,颗粒的流动距离不再增加。通过对失效换热管进行SEM和XRD分析,发现铵盐沉积腐蚀造成管壁减薄,在管壁内外侧高压差作用下产生诱导裂纹,引发应力腐蚀裂纹,最终导致换热管泄漏失效。 展开更多

关键词 铵盐 计算流体动力学(CFD) 扫描电子显微镜(SEM) X射线衍射(XRD) 流动沉积 垢下腐蚀 应力腐蚀

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常压蒸馏塔塔顶回流管线露点腐蚀形成机制及影响因素研究 被引量：2

8

作者 偶国富 陶情情 金浩哲 《石油炼制与化工》 CAS CSCD 北大核心 2023年第4期125-132,共8页

针对某石化企业常压蒸馏塔塔顶(简称常顶)回流管线出现的露点腐蚀问题,采用基于烃水二元交互的PR(Peng-Robinson)状态方程法,建立标定工况下常顶回流系统工艺计算模型。结合露点形成机制,分析露点出现前后腐蚀性介质在油气水三相中的分... 针对某石化企业常压蒸馏塔塔顶(简称常顶)回流管线出现的露点腐蚀问题,采用基于烃水二元交互的PR(Peng-Robinson)状态方程法,建立标定工况下常顶回流系统工艺计算模型。结合露点形成机制,分析露点出现前后腐蚀性介质在油气水三相中的分布变化;研究不同注水比例下塔顶回流管线中HCl和H_(2)S的分布情况以及原料油中不同S、N含量及常顶油量下塔顶压力、汽提蒸汽量及注水比例对露点温度的影响。结果表明:HCl和H_(2)S是引起露点腐蚀的关键影响因素,随着冷凝过程的进行,塔顶回流管线中的HCl含量不断增加,H_(2)S含量呈现先增加后降低的趋势;标定工况下塔顶水的露点温度为100.45℃,塔顶压力、汽提蒸汽量及注水比例与露点温度均呈正相关性,其中塔顶压力对露点温度的影响最大,平均每增加0.02 MPa,相应露点温度升高2.97℃。 展开更多

关键词 常压蒸馏塔 塔顶回流管线 露点温度 塔顶压力 汽提蒸汽量 注水比例

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换热器腐蚀失效预测及防控策略研究 被引量：1

9

作者 詹剑良 刘慧慧 《石油化工腐蚀与防护》 CAS 2022年第1期8-14,共7页

根据现场工艺流程搭建Aspen模拟计算模型,将企业提供的工艺相关参数和日常运行工况等数据输入仿真模型内,获取该工况下的多相流的物性参数,从而预测换热器区域发生的腐蚀失效情况,该模型主要预测HCl引起的露点腐蚀和NH;Cl引起的结晶沉... 根据现场工艺流程搭建Aspen模拟计算模型,将企业提供的工艺相关参数和日常运行工况等数据输入仿真模型内,获取该工况下的多相流的物性参数,从而预测换热器区域发生的腐蚀失效情况,该模型主要预测HCl引起的露点腐蚀和NH;Cl引起的结晶沉积。借助传热计算软件HTRI,构建换热器热力学模型,将数据导入后得到管程、壳程、壁面层的温度分布,进而判定换热器失效位置为距管程进口约1.55 m后的范围。为了减缓腐蚀和保证装置安全长周期运行,提出了改善工艺操作和配管平衡方案等措施。 展开更多

关键词 工艺仿真 露点腐蚀 结晶沉积 平衡配管

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加氢空冷器腐蚀产物漂移特性的数值模拟与分析 被引量：8

10

作者 金浩哲 陈小平 +4 位作者 偶国富 王宽心 朱敏 刘旭 许根富 《石油学报（石油加工）》 EI CAS CSCD 北大核心 2016年第4期754-761,共8页

分析加氢反应流出物空冷器(Reactor effluent air coolers,REAC)系统的工艺关联过程,揭示空冷器内NH4Cl、NH4HS及FeS等腐蚀产物的形成机理,建立腐蚀产物漂移沉积的数理模型;采用Mixture多相流模型和DPM(Discrete phase model)模型,模拟... 分析加氢反应流出物空冷器(Reactor effluent air coolers,REAC)系统的工艺关联过程,揭示空冷器内NH4Cl、NH4HS及FeS等腐蚀产物的形成机理,建立腐蚀产物漂移沉积的数理模型;采用Mixture多相流模型和DPM(Discrete phase model)模型,模拟流动环境下加氢REAC系统中腐蚀产物的漂移沉积特性。结果表明,加氢REAC系统入口法兰处的结构突变,加剧了壁面边界层的紊动状态,气、液相间产生剪切作用对颗粒相起加速拖曳作用;液相分率、颗粒停留时间分布及沉积速率应作为加氢空冷器内腐蚀产物漂移沉积预测的关键参数,液相分率低、颗粒停留时间长和颗粒漂移沉积速率高的区域是出现腐蚀产物堵塞管束的高风险区域。数值预测的结果与红外热成像测得的表面温度场和管箱开盖的解剖结果基本吻合。 展开更多

关键词 加氢空冷器 腐蚀产物形成机理 颗粒漂移 数值模拟 失效分析

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叶片式静态混合器多相流动特性的数值分析 被引量：13

11

作者 偶国富 郑智剑 金浩哲 《高校化学工程学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2016年第1期40-47,共8页

基于加氢反应流出物空冷器(REAC)系统的油、气、水三相物性参数,建立了叶片式静态混合器物理模型,并采用Mixture多相流模型和Realizable k-?湍流模型进行CFD数值计算,分析叶片式混合器内多相流动特性。模拟所得到的混合器进出口压降与... 基于加氢反应流出物空冷器(REAC)系统的油、气、水三相物性参数,建立了叶片式静态混合器物理模型,并采用Mixture多相流模型和Realizable k-?湍流模型进行CFD数值计算,分析叶片式混合器内多相流动特性。模拟所得到的混合器进出口压降与实验值吻合较好,验证了计算结果的可靠性。研究结果表明:在混合区域内,多相流流速提高,湍流强度明显增强,并且在最下方叶片的底部会形成较大尺度的漩涡。通过分析管道各截面的水相分率和不均匀系数φ可知,水相分率的不均匀性在混合后得到了明显改善。在2~6 m×s^(-1)的流速范围内,流速的改变不会对混合效果造成影响。采用无量纲参数λ定义混合器出口距离L与混合器长度l的比值,计算发现,当λ≥3时,流体水相分率的不均匀系数不再发生明显改变。混合器出口管道壁面会形成剪切应力较大的区域,接近碳钢材料冲蚀破坏的临界值,需考虑在混合器出口增加不锈钢衬套,防止壁面冲刷减薄。 展开更多

关键词 加氢空冷器 静态混合器 多相流动 铵盐结晶 数值模拟

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金属硬密封球阀粗糙接触平面的密封性能研究 被引量：10

12

作者 偶国富 贺亮 +3 位作者 王超 赵露露 金浩哲 肖定浩 《浙江理工大学学报（自然科学版）》 2017年第1期47-53,共7页

以煤气化系统中锁渣阀的主密封结构为研究对象,采用不可压缩平均流动模型,建立了球面缝隙流动的泄漏量模型;提出了粗糙平面下的平均泄漏量计算方法,通过等效接触方程计算粗糙平面的接触压力,揭示了球阀表面粗糙度、表面纹理结构对阀门... 以煤气化系统中锁渣阀的主密封结构为研究对象,采用不可压缩平均流动模型,建立了球面缝隙流动的泄漏量模型;提出了粗糙平面下的平均泄漏量计算方法,通过等效接触方程计算粗糙平面的接触压力,揭示了球阀表面粗糙度、表面纹理结构对阀门泄漏量的影响规律,以及阀门泄漏量与密封比压的对应关系。结果表明:在满足密封的前提下,横向纹理特征所需密封比压远小于纵向纹理特征表面;密封宽度越大,所需密封比压越小;相同泄漏量情况下,高温所需的密封比压明显大于常温时的密封比压。该研究结果对工程中球阀表面加工精度、纹理结构及密封比压的选择具有一定的参考价值。 展开更多

关键词 球阀 球面缝隙流动 泄漏量模型 密封比压 密封性能

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加氢空冷器NH_4Cl流动沉积特性数值模拟 被引量：4

13

作者 孙彦霖 王宽心 偶国富 《炼油技术与工程》 CAS 2017年第6期44-49,共6页

针对失效频繁的加氢空冷系统,通过对NH_4Cl沉积过程的工艺关联分析,揭示了NH_4Cl颗粒的成因及沉积机理,基于Eulerian-Lagrange方法建立NH_4Cl沉积数理模型,模拟空冷器内多相流体系下NH_4Cl颗粒沉积分布特性。结果表明:空冷器内气液相及... 针对失效频繁的加氢空冷系统,通过对NH_4Cl沉积过程的工艺关联分析,揭示了NH_4Cl颗粒的成因及沉积机理,基于Eulerian-Lagrange方法建立NH_4Cl沉积数理模型,模拟空冷器内多相流体系下NH_4Cl颗粒沉积分布特性。结果表明:空冷器内气液相及平均流速分布波动较大,导致部分管束内NH_4Cl颗粒沉积加剧,颗粒沉积多集中在管箱两侧底部及两侧边缘管束入口附近;空冷器内铵盐沉积速率存在临界值,当多相流的流速大于3.0 m/s时,铵盐颗粒的沉积速率稳定在一个相对较低的范围内,而当其流速小于3.0 m/s时,颗粒的沉积速率将随着流速的降低而迅速升高;数值计算结果与失效案例的统计结果及红外测温仪的检测结果基本一致。 展开更多

关键词 空冷器 NH4Cl颗粒沉积 数值计算 失效分析 加氢装置

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煤液化热高分液控阀空蚀磨损耦合研究 被引量：2

14

作者 王黎 郑智剑 +1 位作者 肖定浩 偶国富 《流体机械》 CSCD 北大核心 2013年第12期32-35,共4页

采用煤液化热高分液控阀的实际操作条件、工艺介质和结构特性,基于两相空化流动方程、Lagrangian固体颗粒控制方程和RNG k-ε湍流模型,开展空蚀和磨损的耦合计算。计算结果表明:在阀芯的出口处,由于流速降低导致的分离现象,会出现回流... 采用煤液化热高分液控阀的实际操作条件、工艺介质和结构特性,基于两相空化流动方程、Lagrangian固体颗粒控制方程和RNG k-ε湍流模型,开展空蚀和磨损的耦合计算。计算结果表明:在阀芯的出口处,由于流速降低导致的分离现象,会出现回流区和空化带;在阀芯和阀座的间隙处,由于局部压力降低至液相的饱和蒸汽压以下,阀芯壁面存在明显的空化区域,易发生空蚀;阀座的近壁面存在高速固体颗粒的团聚现象,易发生磨损。实际失效案例与数值计算的结果基本一致,验证了数值计算的可靠性。 展开更多

关键词 液控阀 空蚀 磨损 数值模拟 耦合计算

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高压空冷器入口管束内流动参数分布特性的数值模拟 被引量：6

15

作者 偶国富 徐晓峰 +2 位作者 吕文超 金浩哲 张林 《石油学报（石油加工）》 EI CAS CSCD 北大核心 2019年第1期111-118,共8页

为揭示腐蚀性介质输送导致的高压空冷器入口管束的流动腐蚀失效机理,准确预测管束的高风险位置,提出了以传质系数和剪切应力作为空冷器入口管束流动腐蚀的关键表征参数。采用Mixture模型和SST k-ω湍流模型对空冷器入口管束段进行数值模... 为揭示腐蚀性介质输送导致的高压空冷器入口管束的流动腐蚀失效机理,准确预测管束的高风险位置,提出了以传质系数和剪切应力作为空冷器入口管束流动腐蚀的关键表征参数。采用Mixture模型和SST k-ω湍流模型对空冷器入口管束段进行数值模拟,获得了入口管束内传质系数和剪切应力的分布特性。结果表明:空冷器入口配管存在偏流现象,引起管束内流动参数左右不对称。其中,传质系数与剪切应力的最大值重合位置位于a管排位号为a_(13)～a_(14)、a_(34)～a_(35)管束的R_1区域(即Z为11.5～26.4mm),为流动腐蚀失效的高风险区域。对比失效案例可知,传质系数、剪切应力分布的最大区域与管束腐蚀泄漏失效的区域基本一致,验证了表征参数和预测方法的准确性。研究成果有望为高压空冷器的耐流动腐蚀优化设计和在役风险检验提供理论支撑。 展开更多

关键词 高压空冷器 入口管束 流动特性 数值模拟 预测方法

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加氢装置空冷器出口管道多元水-盐体系的冲刷腐蚀特性 被引量：2

16

作者 金浩哲 许恒晖 +3 位作者 刘骁飞 偶国富 黄爱斌 王金玲 《石油学报（石油加工）》 EI CAS CSCD 北大核心 2021年第1期139-147,共9页

基于工艺关联过程及流体仿真模拟,分析了某石化企业加氢反应产物空冷器(REAC)系统出口管道中多元腐蚀流分布规律,建立了包含铵盐结晶温度、NH4HS质量分数、最大壁面剪切应力、水相体积分数等参数的流动腐蚀表征预测体系,并通过测量腐蚀... 基于工艺关联过程及流体仿真模拟,分析了某石化企业加氢反应产物空冷器(REAC)系统出口管道中多元腐蚀流分布规律,建立了包含铵盐结晶温度、NH4HS质量分数、最大壁面剪切应力、水相体积分数等参数的流动腐蚀表征预测体系,并通过测量腐蚀产物及腐蚀余量等来验证预测模型的准确性。结果表明:正常工况下,空冷器出口管道内无铵盐结晶风险,但存在冲蚀风险;水相中NH4HS的质量分数为1.56%,且腐蚀产物中存在S元素;冲蚀高风险区主要集中在空冷器出口管的三通主管轴线方向110~135 mm和水平管轴线方向60~70 mm处;该位置与实际腐蚀减薄严重区域基本吻合,预测精度约为91.67%。 展开更多

关键词 出口管道 多元体系 冲刷腐蚀 数值模拟 表征预测

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煤柴油加氢装置热高分系统腐蚀机理与失效分析 被引量：17

17

作者 张绍良 全建勋 +5 位作者 金浩哲 李强 杨杰 偶国富 陈炜 艾志斌 《压力容器》 北大核心 2020年第3期33-40,共8页

以某石化企业煤柴油加氢装置换热器腐蚀失效为研究对象,采用PENG-ROB物性方法构建腐蚀失效预测模型,通过分析系统内铵盐结晶温度、腐蚀介质含量、液态水含量等分布规律,明确了该系统内主要是以NH 4Cl结晶沉积堵塞为主的失效模式。此外,... 以某石化企业煤柴油加氢装置换热器腐蚀失效为研究对象,采用PENG-ROB物性方法构建腐蚀失效预测模型,通过分析系统内铵盐结晶温度、腐蚀介质含量、液态水含量等分布规律,明确了该系统内主要是以NH 4Cl结晶沉积堵塞为主的失效模式。此外,研究结果表明,该系统内无NH 4HS结晶风险,管、壳程NH 4Cl结晶温度分别为164~170℃,161~171℃,温度段位置位于E104换热器尾端出口以后的低温区。由液态水含量可知,该温度下换热器无充足液态水溶解NH 4Cl,极易发生NH 4Cl堵塞、穿孔、泄漏等问题。结合对E104内部温度分布预测以及现场垢物化验,得知热高分系统内存在NH 4Cl结晶沉积问题,其位于管束出口端向内3.94 m区域,与模拟分析结果相吻合,验证了预测方法的准确性。该研究成果可为加氢反应流出物换热系统的抗腐蚀优化设计提供理论支撑。 展开更多

关键词 加氢装置 换热器 工艺仿真 铵盐结晶 腐蚀失效

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加氢空冷器注剂T型管内气-液流动特性的数值模拟 被引量：5

18

作者 金浩哲 刘文文 +2 位作者 偶国富 陈小平 李鹏轩 《石油学报（石油加工）》 EI CAS CSCD 北大核心 2017年第5期910-918,共9页

以加氢反应流出物空冷器(简称加氢空冷器)系统前的工艺注剂T型管为研究对象,分析其工艺过程,基于工艺注剂T型管的几何特征建立结构离散模型,选择Mixture模型和Realizable k-ε模型对其在操作工况下的流动特性进行计算流体动力学(CFD)模... 以加氢反应流出物空冷器(简称加氢空冷器)系统前的工艺注剂T型管为研究对象,分析其工艺过程,基于工艺注剂T型管的几何特征建立结构离散模型,选择Mixture模型和Realizable k-ε模型对其在操作工况下的流动特性进行计算流体动力学(CFD)模拟,考察不同注剂T型管结构的管内水相分率、湍动能、剪切应力等流体动力学参数的分布规律,揭示气-液两相流动作用下注剂T型管段的冲蚀减薄现象的形成机理。研究结果表明:水相分率及剪切应力最大的位置,即横坐标x位于-0.15^-0.26m之间,管道易发生穿孔泄漏。超声波测厚仪测试获得的管道剩余壁厚与数值预测的结果基本吻合。 展开更多

关键词 加氢空冷器 注剂T型管 多相流 数值模拟 失效分析

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高速气固两相流作用下的煤化工管材冲蚀磨损行为研究 被引量：5

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作者 李鹏轩 许根富 金浩哲 《中国安全生产科学技术》 CAS CSCD 北大核心 2017年第11期161-166,共6页

为解决煤化工业中节流阀突扩口高速气固两相流对管壁材质的冲蚀磨损问题,利用基于激波管原理驱动的气固两相流冲蚀实验装置,试验研究冲击角度、温度对煤化工管材(10#、AISI304)的冲蚀磨损规律。研究结果表明:10#、AISI304管材的冲蚀率... 为解决煤化工业中节流阀突扩口高速气固两相流对管壁材质的冲蚀磨损问题,利用基于激波管原理驱动的气固两相流冲蚀实验装置,试验研究冲击角度、温度对煤化工管材(10#、AISI304)的冲蚀磨损规律。研究结果表明:10#、AISI304管材的冲蚀率将随着冲击角度的增加而先增大后减小;室温下,10#、AISI 304钢的最大冲蚀率均出现在15°~30°区间;随着温度的升高,10#的最大冲蚀率出现在30°~45°区间,AISI304最大冲蚀率出现在30°。10#在30°,45°冲击角度下冲蚀磨损率会随温度上升显著上升,在15°冲击角度下冲蚀磨损率反而会随温度上升而下降。AISI 304在15°,30°,45°冲击角度下,冲蚀磨损率均会随温度上升而上升;在特定条件下,10#管材的冲蚀性能将优于AISI304。 展开更多

关键词 10#管材 AISI304管材 冲蚀磨损 冲击角度 温度

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煤气化装置黑水阀冲蚀磨损机理及智能防控研究 被引量：3

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作者 金浩哲 陈凤官 +2 位作者 王超 刘骁飞 项恒阳 《流体机械》 CSCD 北大核心 2023年第10期10-17,共8页

针对煤气化装置黑水阀的冲蚀磨损问题,分析了黑水阀冲蚀磨损失效机理、过程与条件,实现黑水阀的失效预测分析,获得关键部位的损伤速率;采用B/S架构方式搭建黑水闪蒸处理系统的智能防控体系,实现黑水阀流动参数的实时监测。结果表明:黑... 针对煤气化装置黑水阀的冲蚀磨损问题,分析了黑水阀冲蚀磨损失效机理、过程与条件,实现黑水阀的失效预测分析,获得关键部位的损伤速率;采用B/S架构方式搭建黑水闪蒸处理系统的智能防控体系,实现黑水阀流动参数的实时监测。结果表明:黑水阀内含固流体在流经节流区域时,固体颗粒以切削等方式高速冲击阀门壁面,导致阀芯以及阀座部位出现较严重损伤,且阀芯部位的冲蚀磨损率较阀座部位高出1个数量级,最高达到2×10^(-6)kg/(m^(2)·s),但其磨损率会随着开度增加而减小。智能防控体系通过实时信号采集、二次信号采集和软测量建模等技术手段,实现装置的运行状态实时监测并提出针对性的工艺防护方案,使黑水闪蒸阀门使用寿命延长91%以上,有利于指导黑水闪蒸处理系统的安全稳定长周期运行,进而为煤气化系统的安全运行提供保障。 展开更多

关键词 煤气化 黑水阀 冲蚀磨损 数值模拟 智能防控

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