液-固两相流热交换器内的防除垢研究

为了脱除附着在换热管壁面的污垢,研究了换热管中污垢剥除所需的碰撞次数,探讨了液-固两相流污垢剥除所需的时间。基于液-固两相流固体颗粒与污垢层多次碰撞对防除垢的作用,建立了液-固两相流防除垢模型,采用EDEM-FLUENT耦合,模拟计算换热管内非稳态液-固两相流动,探索换热管内固体颗粒的分布情况和碰撞分布。结果表明,颗粒在换热管中分布较为均匀;污垢被剥除需要经过多次碰撞,碰撞次数随循环流速的增大而减少,随固体颗粒粒径的增大而增加,与固体颗粒的体积分数基本无关,在最佳防除垢状态下需要经过5～8次的碰撞;适当增加循环流速和固体颗粒体积分数,同时减小颗粒的粒径可以加快污垢的剥除速度。     

高压洗涤器换热管失效原因分析与运行建议

为了查找高压洗涤器换热管出现微裂纹并发生泄漏的原因,分析了高压洗涤器换热管检修数据、高压调温水运行数据和换热管失效部位,通过计算机辅助模拟换热管失效过程,发现:奥氏体不锈钢换热管泄漏是由氯离子应力腐蚀造成的。提出了运行建议措施:对壳程介质成分要精确控制,控制氯离子质量浓度小于5 mg/L,在高压调温水入口处增加防冲挡板。     

某输油管道腐蚀穿孔失效原因分析

为了研究某输油管道腐蚀穿孔的失效原因,对腐蚀穿孔管段进行了理化性能检测以及腐蚀产物分析。结果表明,管道腐蚀穿孔失效主要是由于管道内壁垢层下方发生严重局部腐蚀而造成。由于穿孔处管段位于管线下坡的低点处,且油管内介质流速很低,在输送过程中管内油水在穿孔处管段底部会发生分层,导致管段底部的管壁与水接触而发生较为严重的腐蚀;并且介质中的砂石颗粒也易于在该处沉积,砂石颗粒与腐蚀产物膜相互掺杂形成了较厚的垢层,垢层表面存在较多孔洞,有孔洞的垢层下方更容易发生局部腐蚀,从而导致管体腐蚀穿孔。     

CO2凝析气田碳钢管道穿孔失效分析

某CO2凝析气田集输工艺采用气液混输,站场内管道采用碳钢+缓蚀剂方案。气田地面集输试运行后,产气量剧增,在碳钢管网中的部分流场突变区域发现了穿孔泄漏。通过对材料理化检验、腐蚀特征分析,并结合管输介质的流速和流态对碳钢管道的失效原因进行了综合分析,结果表明:流动加速腐蚀是碳钢管道壁厚减薄穿孔破坏的主要原因,流速、流态是影响流动加速腐蚀的重要因素。现场失效案例说明即使流速按APl 14E规定进行控制,仍不能完全确保管道不遭受流动加速腐蚀,在工程设计中还应考虑一些其他的措施和手段来降低流动腐蚀风险。     

TA10换热管氢脆腐蚀的失效分析

本文针对某化工设备中的TA10换热管失效进行分析,从材料成分、力学性能、宏观、微观组织及断口进行分析,结果显示钛管存在严重腐蚀,氢含量超出氢在TA10合金中固溶度,钛管塑性明显下降,内表面硬度偏高,失效区域管材内部存在破裂、粉化和剥落现象。金相试验发现组织中氢化物相,断口分析可发现裂纹起源于管内壁,断口面存在不同程度的腐蚀。结合实际工况,判断为TA10管材碱性介质、高温环境中发生腐蚀。TA10管材使用过程中存在吸氢现象,氟化物的存在加剧了钛材的腐蚀,长期使用导致管材失效。     

柴油加氢精制装置热高分气/混合氢换热器腐蚀分析

某公司柴油加氢精制装置热高分气/混合氢换热器E01002换热管出现大面积内漏,混合氢窜入高分气流程内,反应器内部氢油比下降,反应器上床层下部热量无法带走,导致高温报警,装置被迫临时停工抢修。分析认为:低负荷运行下,E01002换热管内介质流速低,铵盐在弯管部位和死角形成结晶沉积;同时由于间歇注水效果差,铵盐不断沉积聚集堵塞管束,形成铵盐垢下腐蚀,也是导致E01002换热管腐蚀的主要原因;同时确定硫化物、氯化物的腐蚀同样也不可忽视。     

高压聚乙烯循环冷却器换热管开裂原因分析

某高压聚乙烯装置换热管堵塞及腐蚀情况严重,换热管腐蚀主要为应力腐蚀。腐蚀产生的原因是换热管焊接过程产生的焊接应力和冷冻盐水介质,导致应力腐蚀裂纹发生扩展,造成换热管应力腐蚀开裂。     

换热器U形换热管破裂失效的分析

通过对Ｕ形换热管裂纹部位的金相检查、电镜扫描、残余应力测定及裂纹表面腐蚀产物Ｘ射线能谱分析后确认，换热管的失效原因为穿晶型应力腐蚀破裂。文中还提出了防止失效的措施和建议。     

加氢空冷器NH_4Cl流动沉积特性数值模拟

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。     

连续重整装置预加氢进料换热器腐蚀泄漏原因分析

针对A炼油厂连续重整装置预加氢进料换热器E-2101A腐蚀泄漏以及腐蚀失效状况,进行了检查及腐蚀分析。分析结果表明:换热管外壁晶粒小,中间部分晶粒大;换热管由外壁开始发生点蚀最终穿孔。金相分析显示,腐蚀部位属于晶间型腐蚀。由于反应进料中含有氯及氮元素,随反应流程形成氯化铵,当流体温度低时,铵盐析出产生沉积,铵盐吸水后形成酸性腐蚀环境是造成换热管腐蚀穿孔泄漏的主要原因。应加强工艺检测,严格控制反应进料中的硫、氯和氮含量以减少腐蚀介质的产生;改善注水工艺以减少铵盐结晶的生成,保证装置的长周期安全运行。     

基于流动与传热耦模拟的空冷系统铵盐沉积特性研究

铵盐腐蚀是加氢反应出物空冷器(REAC)系统的典型失效形式。为了研究REAC系统中铵盐的腐蚀特性,采用混合模型、流体热传递模型和颗粒跟踪模型进行了数值模拟。结果表明,第一排和第二排管内各截面的温度和速度偏差较小。对于颗粒运动轨迹,颗粒的惯性起着重要作用,颗粒越小,在空冷器中沉积越均匀。然而,对于较大的颗粒,它们更倾向于从垂直弯头内侧下落,并在饱和前优先沉积在入口集箱和管道处。在换热器管材中,第二排管材的沉积数量大于第一排管材,高危管材主要集中在中部和右侧区域。在实际运行条件下,颗粒的动力学参数与堵塞位置相吻合。     

重整预加氢产物换热与分离系统腐蚀及防护

通过宏观检查、超声波测厚对重整装置预加氢产物换热与分离系统进行了腐蚀调查,发现换热系统中有四台换热器E-101D/E/F/G管束存在明显的减薄和穿孔现象。同时结合工艺参数对其腐蚀原因进行了分析,结果表明换热器的E-101D/E/F/G的温度在220~105℃,大量的氯化铵在换热器E-101D/E/F/G上结晶沉积,而且注水工艺中的注水量较小,难冲掉管程管束上沉积的铵盐,从而引起氯化铵盐垢下腐蚀,导致管束腐蚀穿孔,对此提出了有效的防腐建议。     

蒸馏装置塔顶冷凝系统腐蚀及对策

对某石化分公司10 Mt/a蒸馏装置塔顶冷凝冷却系统腐蚀的原因进行了分析：原油/常压塔顶油气换热器E-102部分管板焊缝及热影响区蚀坑是结垢引起的垢下腐蚀以及HCl露点腐蚀共同作用的结果。结垢及微裂纹的主要原因为常压塔顶系统注剂匹配欠佳、注水量偏低、注水水质不佳及氯化物应力腐蚀开裂,管板在焊接（堆焊）、机加工过程中存在一定的残余应力使管板在拉伸应力和含氯化物水溶液的共同作用下发生氯化物应力腐蚀开裂造成的。原油/初馏塔顶油气换热器E-101管板结垢严重,但腐蚀轻微,其原因为初馏塔顶系统温度较常压塔顶高、冷凝水pH值控制较好且氯离子含量较常压塔顶低。针对以上问题采取了相应对策并对塔顶防腐蚀系统进行了改造,确保塔顶冷凝水pH值控制在6～9,Fe2＋和Fe3＋质量浓度不大于2 mg/L,取得了良好的效果。     

换热器腐蚀失效预测及防控策略研究

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NH4 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...     

高压加氢装置热高分换热器管束腐蚀原因分析

分析了中国石油克拉玛依石化公司润滑油高压加氢装置热高分油气/循环氢高压换热器不锈钢管束腐蚀泄漏的原因。通过宏观检测、涡流检测、材质分析、腐蚀产物分析等技术手段,认定由于在管束内形成NH4C l结晶,导致垢下腐蚀和紊流状态下的冲蚀。从技术上和管理上提出了应对措施,通过控制材质升级、工艺温度调整、增加工艺注水点等,确保了设备的长周期运行。     

炼油厂设备腐蚀故障失效分析三例

结合炼油厂常减压蒸馏装置顶循环油／原油换热器管束泄漏;硫酸烷基化单元反应流出物碱洗罐入口混合器前管段穿孔和汽柴油加氢精制单元柴油蒸汽发生器泄漏等三例设备腐蚀案例进行了失效原因分析。分析结果表明：常减压蒸馏装置顶循环油／原油换热器管束泄漏由管程介质即顸循环引起,为HCl结露产生的H,0-HCl体系腐蚀所致;硫酸烷基化单元反应流出物碱洗罐入口混合器前管段穿孔由于注碱方式导致反应流出物和热碱水在混合过程中产生局部低压区,造成c。蒸发,大大加快了流速。另外碱液中水分稀释反应流出物中夹带的浓硫酸,使其含量变低,从而导致20合金的严重腐蚀;汽柴油加氢精制单元柴油蒸汽发生器泄漏主要由于壳程介质水、蒸汽或换热管与管板的联接制造缺陷引起。最后针对不同的腐蚀问题提出了防护措施。     

1．8Mt／a蜡油加氢脱硫装置高压空冷器腐蚀分析和控制

介绍中国石化镇海炼化分公司1．8Mt／a蜡油加氢脱硫装置高压空冷器的腐蚀情况,判断该空冷器存在典型的NH．HS,NH4 Cl垢下腐蚀,在出口底板处还形成了高速冲刷腐蚀。对腐蚀原因进行了详细的分析,结果表明,该空冷器设计的入口流速偏高、出口管线和空冷器变频器的非对称布置导致介质偏流、实际工况下装置加工原料的硫、氮含量峰值远远高于设计值,实际的Kp值大于0．5,注水量偏少,脱硫净化水回用带入氯离子,从而导致铵盐部分结晶形成垢下腐蚀。管箱隔板的平衡孔结构加剧冲刷腐蚀,导致管箱底板穿孔。阐述了装置所采取的系统性的控制措施,并对其效果进行了考察,提出了进一步的强化和改进措施。     

高氯油对加氢高压换热器的影响及对策

某化工厂航煤加氢装置,因上游原料变化一段时间内加工高氯原油,期间高压换热器多次出现铵盐结晶堵塞,增加在线注水,实施间断注水缓解换热器的堵塞,维持生产。后在装置停工检修期间,对高压换热器进行抽芯检查,发现注水点后不锈钢换热器管束出现明显腐蚀,其中在一台换热器管板部位发生明显泄漏,分析认为腐蚀失效的主要原因是Cl-的应力腐蚀开裂,对该台换热器进行短接处理,泄漏与Cl-的腐蚀有直接关系,因此,生产过程中要严格控制原料中氯含量,这是解决问题的根本方法。     

不同倾斜角度热交换器振动特性流固耦合模拟及试验研究

结合流固耦合基本理论,采用仿真模拟方法,在Workbench平台对不同倾斜角度热交换器壳程进行了流场分析与模态分析.在热交换器振动性能测试平台上进行试验,研究热交换器倾斜不同角度时壳程流体对换热管束振动特性的影响.试验结果与仿真模拟结果基本一致,验证了仿真模拟方法的正确性.试验结果与仿真模拟结果对比表明,热交换器水平安...     

加氢空冷器腐蚀产物漂移特性的数值模拟与分析

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NH4Cl、NH4HS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。