CN111912774A - 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 - Google Patents

Abstract

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。

Description

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

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；

物料入口部分包括冷换设备单元的总入口管道、一分四管路、第一调节阀、第二调节阀、第三调节阀和第四调节阀；物料出口部分包括第一物料出口管道、第二物料出口管道、第三物料出口管道和第四物料出口管道，监控部分包括第一红外热成像监测器、第二红外热成像监测器、第三红外热成像监测器、第四红外热成像监测器、第一温度检测器、第二温度检测器、第三温度检测器和第四温度检测器，冷换设备是由四个并联的底部带有风机的加氢空冷器组成，具体为第一加氢空冷器、第二加氢空冷器、第三加氢空冷器、第四加氢空冷器；

总入口管道连接到一分四管路的入口，一分四管路的四个出口分别接第一支路、第二支路、第三支路、第四支路的入口；冷换设备的各加氢空冷器进口依次通过设置在各管汇支路末端的调节阀(7、8、9、10)与一分四管路出口的各支路的出口相联通；

冷换设备的各加氢空冷器出口分别通过各自的温度检测器(20、21、22、23)联通至第一物料出口管道、第二物料出口管道、第三物料出口管道、第四物料出口管道；第一红外热成像监测器、第二红外热成像监测器、第三红外热成像监测器、第四红外热成像监测器分别对应安装在第一加氢空冷器、第二加氢空冷器、第三加氢空冷器、第四加氢空冷器最上面管排正上方1～2m高度区域，第一加氢空冷器、第二加氢空冷器、第三加氢空冷器、第四加氢空冷器入口管道和出口管道均安装有截止阀；

所述的偏流控制方法处理过程如下：

步骤1)保持第一调节阀、第二调节阀、第三调节阀、第四调节阀完全打开；同时含有NH₃、HCl、H₂S的多元流体介质从冷换设备单元总入口管道进入，通过一分四管路分配后经第一支路、第二支路、第三支路、第四支路分别流至第一加氢空冷器、第二加氢空冷器、第三加氢空冷器、第四加氢空冷器中；注水管线一分为四管道分配至各个加氢空冷器前的各支路，再经各个加氢空冷器的底部风机降温后，多元流体介质分别由物料出口管道流出；

步骤2)采集第一红外热成像监测器、第二红外热成像监测器、第三红外热成像监测器、第四红外热成像监测器的图像，通过图像分析处理获得各加氢空冷器最上面管排管束内的流动/堵塞状态，即获得第i台加氢空冷器的最上面管排堵管数量n_i，i＝1,2,3,4；

步骤3)优先处理n_i≥n₀的加氢空冷器：

若第i台加氢空冷器满足n_i≥n₀，n₀表示空冷器堵管数临界值，堵管数量达到甚至超过临界值，加氢空冷器失去了继续运行的安全保证，则完全关闭第i台加氢空冷器对应的第i调节阀；关闭第i调节阀后，保持第i台加氢空冷器继续工作30分钟，在此过程中保持该第i台加氢空冷器前通过注水管线继续注水，然后关闭该加氢空冷器上游入口侧的截止阀，再通过介质置换注入口(2/)向该第i台加氢空冷器注水氮气进行吹扫，保证加氢空冷器内无水相，然后关闭该第i台加氢空冷器下游出口侧的截止阀，能避免因水相滞留引起空冷器管束管壁腐蚀；

在关闭的加氢空冷器堵管数达到或超过临界值的加氢空冷器堵管数后，采集当前剩余第i台加氢空冷器的出口管道第i温度检测器检测到的温度T_i，并与正常载荷下第i台加氢空冷器的出口管道第i温度检测器检测到的温度T_i0对比分析，判断第i台加氢空冷器负载情况；

若|T_i-T_i0|/T_i0＞5％，则依次单独通过调节第i调节阀开度、加大注水量、调节风机转速三种方式使T_i重新回到准正常温度，使得|T_i-T_i0|/T_i0≤5％；

上述操作过程中，保持第i温度检测器温度T_i的实时检测并实时反馈；

步骤4)若第i台加氢空冷器满足n_i＜n₀，采集第i台加氢空冷器出口管道第i温度检测器检测到的温度T_i，并与正常载荷下第i台加氢空冷器出口管道温度T_i0对比分析，判断第i台空冷器负载情况；

若|T_i-T_i0|/T_i0＞3％，则依次单独通过调节第i调节阀开度、加大注水量、调节风机转速等三种方式使T_i重新回到准正常温度，即|T_i-T_i0|/T_i0≤3％；

上述操作过程中，保持第i温度检测器温度T_i的实时检测，对操作进行反馈。

所述步骤2)中，管束内流动/堵塞状态按照以下过程处理获得：

步骤2.1)每台加氢空冷器最上面管排各管束入口温度为T_IN(k)，出口温度为T_OUT(k)，T_IN(k)和T_OUT(k)建立以下函数关系：

T_IN(k)＝F(T_OUT(k)),k＝1,2,…,N

式中：N表示加氢空冷器最上面管排管束的总数量，k表示加氢空冷器最上面管排管束的序数；

步骤2.2)通过红外热成像监测器的监测，利用最上面管排各管束从入口到出口的红外热成像图像中的温度检测数据绘制加氢空冷器首排管束温度特性分布图，加氢空冷器首排管束温度特性分布图是以管束长度为横坐标，温度为纵坐标，图中最上面管排的每根管束具有一根曲线；

具体实施的加氢空冷器首排管束温度特性分布图中，横坐标为管束长度，单位：m，起始刻度为[0]，表征管束入口位置，结束刻度为[L+1]，L为实际管束长度，表示管束出口位置；[L+1]表示对L+1取整，刻度增量为1。纵坐标为温度，单位：℃，起始刻度为[T_min]，T_min取各个管束出口温度的最小值，结束刻度为[T_max+1]，T_max取各管束入口温度的最大值，[T_max+1]表示对T_max+1取整，刻度增量合理选取。

步骤2.3)测试加氢冷换设备系统内组分NH₃、HCl的分压，插值计算不同工况下的结晶温度T_J；然后基于步骤2.2)，在加氢空冷器首排管束温度特性分布图中有N条曲线，每条曲线代表一根管束的温度特性分布图，在图中绘制一条纵坐标等于结晶温度T_J的直线，然后进行判断：

若N条曲线均位于直线的上方，则表示自第1根至第N根管束均未堵塞；

若曲线的一部分位于直线下方，则对应管束局部低于结晶温度，认为最上面管排中的该管束已发生堵塞；

若整条曲线完全位于直线下方，则对应管束整根温度低于结晶温度，认为最上面管排中的该管束已发生堵塞。

所述步骤3)和步骤4)中，依次单独通过调节第i调节阀开度、加大注水量、调节风机转速等三种方式使T_i重新回到准正常温度，具体空冷器出口温度控制方法如下：

步骤1)当前检测时刻的第i台加氢空冷器的出口管道第i温度检测器检测到的温度T_i与正常载荷下第i台加氢空冷器的出口管道第i温度检测器检测到的温度T_i0对比：

若T_i>T_i0，则首先加快加氢空冷器底部的风机转速增大风量来提高加氢空冷器管束内含NH₃、HCl、H₂S的多元流体介质冷却效果，使温度T_i逐渐降低；

若风机在调速过程中，温度T_i降低至与温度T_i0的偏差ΔT≤3％，则认为实现加氢空冷器出口管道温度T_i的调控；

若风机已达到最大输出功率，而温度T_i不再降低，则进行步骤2)；

步骤2)通过注水管线加大注水量，使温度T_i逐渐进一步降低：

若温度T_i降低至与温度T_i0的偏差ΔT≤3％，则认为实现加氢空冷器出口管道温度T_i的调控；

若注水量已达到最大功率，温度T_i不再降低，则进行步骤3)；

步骤3)调节第i台加氢空冷器对应的第i调节阀开度，使温度T_i继续降低，直至温度T_i降低至与温度T_i0的偏差ΔT≤3％。

所述的第一加氢空冷器、第二加氢空冷器、第三加氢空冷器、第四加氢空冷器出口管道分别经第一温度检测器、第二温度检测器、第三温度检测器、第四温度检测器与所述第一物料出口管道、第二物料出口管道、第三物料出口管道、第四物料出口管道相联通。

各个加氢空冷器的入口侧均设有用于安全排空处理的介质置换注入口。

本发明的有益效果是：

本发明通过加氢空冷器首排管束红外热成像监测器的动态实时监测，结合空冷器出口温度检测结果，对空冷器管束内的多元流体状态进行判断；依据红外热成像监测和温度检测结果，构建以调节变频风机转速、注水量和阀门开度为技术措施的偏流控制方法，从而避免或消除因偏流引发的流动加剧腐蚀现象，实现复杂流动环境加氢冷换设备系统流动腐蚀失效临界特性的自解除。

本发明可适用于石化工业中的加氢装置、常减压装置的冷换设备系统，也可用于核工业、生物制药中的多组并联换热设备，判断方法简单，实用性强。

附图说明

图1是本发明实施例的结构示意图；

图2是本发明实施例的红外热成像监测器所拍摄的加氢空冷器第一排管束的图像；

图3是实施例获得的加氢空冷器温度分布曲线图。

图中：1、总入口管道，2、一分四管路，3、第一支路，4、第二支路，5、第三支路，6、第四支路，7、第一调节阀，8、第二调节阀，9、第三调节阀，10、第四调节阀，11、注水管线，12、第一红外热成像监测器，13、第二红外热成像监测器，14、第三红外热成像监测器，15、第四红外热成像监测器，16、第一加氢空冷器，17、第二加氢空冷器，18、第三加氢空冷器，19、第四加氢空冷器，20、第一温度检测器，21、第二温度检测器，22、第三温度检测器，23、第四温度检测器，24、第一物料出口管道，25、第二物料出口管道，26、第三物料出口管道，27、第四物料出口管道，28、介质置换注入口。

具体实施方式

下面结合附图及实施例对本发明作进一步说明。

如图1所示，具体实施中采用加氢冷换设备系统包括物料入口部分、冷换设备、物料出口部分和监控部分。

物料入口部分包括冷换设备单元的总入口管道1、一分四管路2、第一调节阀7、第二调节阀8、第三调节阀9和第四调节阀10；物料出口部分包括第一物料出口管道24、第二物料出口管道25、第三物料出口管道26和第四物料出口管道27，监控部分包括第一红外热成像监测器12、第二红外热成像监测器13、第三红外热成像监测器14、第四红外热成像监测器15、第一温度检测器20、第二温度检测器21、第三温度检测器22和第四温度检测器23，冷换设备是由四个并联的底部带有风机的加氢空冷器组成，具体为第一加氢空冷器16、第二加氢空冷器17、第三加氢空冷器18、第四加氢空冷器19，四台加氢空冷器结构、材质相同且并联布置。

总入口管道1连接到一分四管路2的入口，一分四管路2的四个出口分别接第一支路3、第二支路4、第三支路5、第四支路6的入口；冷换设备的各加氢空冷器进口依次通过设置在各管汇支路末端的调节阀7、8、9、10与一分四管路2出口的各支路3、4、5、6的出口相联通；含有NH₃、HCl、H₂S等腐蚀性介质的油气多元流体进入到总入口管道1，然后流至立体空间内异面对称布置的一分为二、二分为四的对称并联管道，即一分四管路2；一分四管路管汇出口的四条管线分别接结构、连接方式均相同的第一支路3、第二支路4、第三支路5、第四支路6。

保持第一调节阀7、第二调节阀8、第三调节阀9、第四调节阀10完全打开，含有NH₃、HCl、H₂S的油气水多元流体介质从冷换设备单元总入口管道1进入，通过一分四管路2分配分别流至第一加氢空冷器16、第二加氢空冷器17、第三加氢空冷器18、第四加氢空冷器19。

冷换设备的各加氢空冷器出口分别通过各自的温度检测器20、21、22、23联通至第一物料出口管道24、第二物料出口管道25、第三物料出口管道26、第四物料出口管道27；第一红外热成像监测器12、第二红外热成像监测器13、第三红外热成像监测器14、第四红外热成像监测器15分别对应安装在第一加氢空冷器16、第二加氢空冷器17、第三加氢空冷器18、第四加氢空冷器19最上面管排正上方1～2m高度区域，拍摄加氢空冷器的最上面管排，第一加氢空冷器16、第二加氢空冷器17、第三加氢空冷器18、第四加氢空冷器19入口管道和出口管道均安装有截止阀；考虑到NH₃与HCl、H₂S的反应机理，判断NH₄Cl的结晶沉积过程主要出现在加氢空冷器最上面管排，为精准对管内结盐状态和流动状态进行判断，故在第一加氢空冷器16、第二加氢空冷器17、第三加氢空冷器18、第四加氢空冷器19的首管排正上方1～2m高度区域的相同高度位置对应安装四台结构功能完全相同的红外热成像监测器12、13、14、15。

第一温度检测器20、第二温度检测器21、第三温度检测器22、第四温度检测器23分别对应安装在第一加氢空冷器16、第二加氢空冷器17、第三加氢空冷器18、第四加氢空冷器19的出口管线上，即出口1.5m区域的管线上。

第一加氢空冷器16、第二加氢空冷器17、第三加氢空冷器18、第四加氢空冷器19出口管道分别经第一温度检测器20、第二温度检测器21、第三温度检测器22、第四温度检测器23与第一物料出口管道24、第二物料出口管道25、第三物料出口管道26、第四物料出口管道27相联通。

各个加氢空冷器的入口侧均设有用于安全排空处理的介质置换注入口28。各台加氢空冷器16、17、18、19的进、出口管道分别设置两只结构相同的截止阀。截止阀用于对各个加氢空冷器在管路堵塞等发生故障时和介质置换注入口28配合进行安全排空处理。在需要安全排空时，关闭加氢空冷器的入口和出口的截止阀均关闭，然后从介质置换注入口28输入氮气对加氢空冷器内部物料进行排空处理。

考虑到进入到总入口管线的物流为含有NH₃、HCl、H₂S等腐蚀性介质的油气多元流体，在降温流动过程中NH₃会与HCl、H₂S分别反应NH₄Cl、NH₄HS，故在各台加氢空冷器进口管道的截止阀前相同位置布设注水器1只，一共4只注水器，每只注水器一端插入到加氢空冷器进口管线内部进行注水，另一端经调节阀汇总至四只注水器共用的注水管线11。

如图2、图3所示，分别为加氢空冷器首管排温度监测结果图、空冷器管束温度分布曲线图。为便于对复杂流动腐蚀环境加氢冷换设备系统的偏流进行精确控制，其首要关键是建立基于红外热成像监测器的图像分析及计算确定管束内通常流动或堵塞(含局部堵塞)的判断标准。对于加氢反应流出物而言，在温度、压力均既定的前提下，NH₄Cl盐的结晶温度与NH₃、HCl的分压相关，在温度的变化过程中NH₄Cl的结晶过程存在一条结晶平衡曲线，用公式表示为：

式中：K_NH4Cl为气相中NH₃和HCl分压的乘积，e为自然常数，T表示温度。建立横坐标为温度、纵坐标为K_NH4Cl的函数曲线，函数曲线上方为结晶区域，函数曲线下方为非结晶区域。因此，对于含有NH₃、HCl、H₂S等腐蚀性介质的油气多元流体而言，其初始结晶温度可以通过计算气相中NH₃和HCl分压的乘积，结合NH₄Cl结晶平衡曲线插值获得。

本发明实施中，每台加氢空冷器最上面管排各管束入口温度为T_IN(k)，出口温度为T_OUT(k)，T_IN(k)和T_OUT(k)建立以下函数关系：

T_IN(k)＝F(T_OUT(k)),k＝1,2,…,N

式中：N表示加氢空冷器最上面管排管束数量，单位：根。

结合图2中各红外热成像监测器的监测，将最上面管排各管束从入口到出口的温度检测数据画在直角坐标系中，横坐标为管束长度，单位：m，起始刻度为[0]，表征管束入口位置，结束刻度为[L+1]，L为实际管束长度，表示管束出口位置；[L+1]表示对L+1取整，刻度增量为1；纵坐标为温度，单位：℃，起始刻度为[T_min]，T_min取各个管束出口温度的最小值，结束刻度为[T_max+1]，Tmax取各管束入口温度的最大值，[T_max+1]表示对T_max+1取整，刻度增量合理选取，生成加氢空冷器首管排温度特性分布图。

如图3所示，在空冷管束温度分布图中有N条曲线，每条曲线代表一根管束的温度特性分布图；在图中绘制一条纵坐标等于T_NH4Cl结晶温度的直线；若N条曲线均位于直线的上方，表示自第1根至第N根管束均未堵塞；若有部分或整条曲线完全位于直线下方，则表明对应管束区域或整根温度低于结晶温度，即可判定该管束已发生堵塞，或至少存在一定的沉积堵塞风险。结合图2、图3可知，依据红外热成像监测器的图像分析及计算确定图3种有三根管束发生堵塞，即n₁＝3，假定加氢空冷器的堵管数临界值为n₀＝2；

结合上述叙述，对于复杂流动腐蚀环境加氢冷换设备系统的偏流控制，主要是基于对加氢空冷器的出口温度实现的。结合图3可知，加氢空冷器的堵管根数为3根，已经满足n_i≥n₀，应当关闭第i台加氢空冷器，其原因在于堵管数量达到甚至超过临界值，加氢空冷器失去了继续运行的安全保证，一方面堵管数量增加，流动管道的流速已超过许用流速，另一方面，堵管根数多，加氢空冷器难以达到工艺冷却条件。此时，通过关闭第i调节阀实现第i台加氢空冷器的关闭。关闭第i调节阀后，保持第i台加氢空冷器继续工作30分钟，在此过程中保持该台加氢空冷器前继续注水，然后关闭对应加氢空冷器上游的截止阀；然后通过介质置换注入口28向该台加氢空冷器注水氮气进行吹扫，保证空冷器内无水相，然后关闭加氢空冷器下游的截止阀，避免因水相滞留引起空冷器管束管壁腐蚀。

采集剩余第i台加氢空冷器出口管道第i温度检测器检测到的温度T_i，并与正常载荷下第i空冷器出口温度T_i0进行对比分析计算，判断第i台加氢空冷器负载情况；若|T_i-T_i0|/T_i0＞5％，则依次通过调节对应风机转速、加大注水量、调节第i调节阀开度等三种方式使T_i重新回到准正常温度，即T_i-T_i0|/T_i0≤5％；上述操作过程中，保持第i温度检测器温度T_i的实时检测，对操作进行实时反馈。

若n_i<n₀，则表示管束堵塞根数未达到临界堵管数临界值，采集第i台加氢空冷器出口管道第i温度检测器检测到的温度T_i，并与正常载荷下第i台加氢空冷器出口温度T_i0进行对比分析，判断第i台加氢空冷器负载情况；若|T_i-T_i0|/T_i0＞3％，则通过调节风机转速、加大注水量、调节第i调节阀开度等三种方式使T_i重新回到准正常温度，即|T_i-T_i0|/T_i0≤3％；例如：若第2加氢空冷器出口温度T₂＝205℃，正常载荷下第2加氢空冷器出口管温度T₂₀＝195℃，即T₂>T₂₀，即ΔT＞3％，则首先调节第2加氢空冷器底部的风机增大风量来提高加氢空冷器管束内含NH₃、HCl、H₂S的多元流体介质冷却效果；若第2加氢空冷器底部的风机已达到最大输出功率，T_i不再降低，则通过程控调节位于加氢空冷器16、17、18、19注水点上游的注水调节阀实现第2台加氢空冷器的注水量增加，实现T_i逐渐降低；若在程控调节注水的过程中，T_i不再降低，而且温度未降低到T_i0，则通过调节第2调节阀开度，使Ti继续降低，直到|T_i-T_i0|/T_i0≤3％。

Claims (5)

1.一种复杂流动腐蚀环境加氢冷换设备系统的偏流控制方法，其特征在于：

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；物料入口部分包括冷换设备单元的总入口管道(1)、一分四管路(2)、第一调节阀(7)、第二调节阀(8)、第三调节阀(9)和第四调节阀(10)；物料出口部分包括第一物料出口管道(24)、第二物料出口管道(25)、第三物料出口管道(26)和第四物料出口管道(27)，监控部分包括第一红外热成像监测器(12)、第二红外热成像监测器(13)、第三红外热成像监测器(14)、第四红外热成像监测器(15)、第一温度检测器(20)、第二温度检测器(21)、第三温度检测器(22)和第四温度检测器(23)，冷换设备是由四个并联的底部带有风机的加氢空冷器组成，具体为第一加氢空冷器(16)、第二加氢空冷器(17)、第三加氢空冷器(18)、第四加氢空冷器(19)；总入口管道(1)连接到一分四管路(2)的入口，一分四管路(2)的四个出口分别接第一支路(3)、第二支路(4)、第三支路(5)、第四支路(6)的入口；冷换设备的各加氢空冷器进口依次通过设置在各管汇支路末端的调节阀(7、8、9、10)与一分四管路(2)出口的各支路(3、4、5、6)的出口相联通；冷换设备的各加氢空冷器出口分别通过各自的温度检测器(20、21、22、23)联通至第一物料出口管道(24)、第二物料出口管道(25)、第三物料出口管道(26)、第四物料出口管道(27)；第一红外热成像监测器(12)、第二红外热成像监测器(13)、第三红外热成像监测器(14)、第四红外热成像监测器(15)分别对应安装在第一加氢空冷器(16)、第二加氢空冷器(17)、第三加氢空冷器(18)、第四加氢空冷器(19)最上面管排正上方1～2m高度区域，第一加氢空冷器(16)、第二加氢空冷器(17)、第三加氢空冷器(18)、第四加氢空冷器(19)入口管道和出口管道均安装有截止阀；

所述的偏流控制方法处理过程如下：

步骤1)保持第一调节阀(7)、第二调节阀(8)、第三调节阀(9)、第四调节阀(10)完全打开；同时含有NH₃、HCl、H₂S的多元流体介质从冷换设备单元总入口管道(1)进入，通过一分四管路(2)分配分别流至第一加氢空冷器(16)、第二加氢空冷器(17)、第三加氢空冷器(18)、第四加氢空冷器(19)中；注水管线(11)一分为四管道分配至各个加氢空冷器前的各支路(3、4、5、6)，再经各个加氢空冷器的底部风机降温后，多元流体介质分别由物料出口管道(24、25、26、27)流出；

步骤2)采集第一红外热成像监测器(12)、第二红外热成像监测器(13)、第三红外热成像监测器(14)、第四红外热成像监测器(15)的图像，通过图像分析处理获得各加氢空冷器最上面管排管束内的流动/堵塞状态，即获得第i台加氢空冷器的最上面管排堵管数量n_i，i＝1,2,3,4；

步骤3)优先处理n_i≥n₀的加氢空冷器：

若第i台加氢空冷器满足n_i≥n₀，n₀表示空冷器堵管数临界值，则完全关闭第i台加氢空冷器对应的第i调节阀；关闭第i调节阀后，保持第i台加氢空冷器继续工作30分钟，在此过程中保持该第i台加氢空冷器前继续注水，然后关闭该加氢空冷器上游入口侧的截止阀，再通过介质置换注入口(2/)向该第i台加氢空冷器注水氮气进行吹扫，保证加氢空冷器内无水相，然后关闭该第i台加氢空冷器下游出口侧的截止阀；

在关闭的加氢空冷器堵管数达到或超过临界值的加氢空冷器堵管数后，采集当前剩余第i台加氢空冷器的出口管道第i温度检测器检测到的温度T_i，并与正常载荷下第i台加氢空冷器的出口管道第i温度检测器检测到的温度T_i0对比分析，判断第i台加氢空冷器负载情况；

若|T_i-T_i0|/T_i0＞5％，则依次单独通过调节第i调节阀开度、加大注水量、调节风机转速三种方式使T_i重新回到准正常温度，使得|T_i-T_i0|/T_i0≤5％；

上述操作过程中，保持第i温度检测器温度T_i的实时检测并实时反馈；

步骤4)若第i台加氢空冷器满足n_i＜n₀，采集第i台加氢空冷器出口管道第i温度检测器检测到的温度T_i，并与正常载荷下第i台加氢空冷器出口管道温度T_i0对比分析，判断第i台空冷器负载情况；

若|T_i-T_i0|/T_i0＞3％，则依次单独通过调节第i调节阀开度、加大注水量、调节风机转速等三种方式使T_i重新回到准正常温度，即|T_i-T_i0|/T_i0≤3％；

上述操作过程中，保持第i温度检测器温度T_i的实时检测，对操作进行反馈。

2.根据权利要求1所述的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，其特征在于：所述步骤2)中，管束内流动/堵塞状态按照以下过程处理获得：

步骤2.1)每台加氢空冷器最上面管排各管束入口温度为T_IN(k)，出口温度为T_OUT(k)，T_IN(k)和T_OUT(k)建立以下函数关系：

T_IN(k)＝F(T_OUT(k)),k＝1,2,…,N

式中：N表示加氢空冷器最上面管排管束的总数量，k表示加氢空冷器最上面管排管束的序数；

步骤2.2)通过红外热成像监测器的监测，利用最上面管排各管束从入口到出口的红外热成像图像中的温度检测数据绘制加氢空冷器首排管束温度特性分布图，加氢空冷器首排管束温度特性分布图是以管束长度为横坐标，温度为纵坐标，图中最上面管排的每根管束具有一根曲线；

步骤2.3)测试加氢冷换设备系统内组分NH₃、HCl的分压，插值计算不同工况下的结晶温度T_J；然后基于步骤2.2)，在加氢空冷器首排管束温度特性分布图中有N条曲线，每条曲线代表一根管束的温度特性分布图，在图中绘制一条纵坐标等于结晶温度T_J的直线，然后进行判断：

若N条曲线均位于直线的上方，则表示自第1根至第N根管束均未堵塞；

若曲线的一部分位于直线下方，则对应管束局部低于结晶温度，认为最上面管排中的该管束已发生堵塞；

若整条曲线完全位于直线下方，则对应管束整根温度低于结晶温度，认为最上面管排中的该管束已发生堵塞。

3.根据权利要求1所述的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，其特征在于：所述步骤3)和步骤4)中，依次单独通过调节第i调节阀开度、加大注水量、调节风机转速等三种方式使T_i重新回到准正常温度，具体如下：

步骤1)当前检测时刻的第i台加氢空冷器的出口管道第i温度检测器检测到的温度T_i与正常载荷下第i台加氢空冷器的出口管道第i温度检测器检测到的温度T_i0对比：

若T_i>T_i0，则首先加快加氢空冷器底部的风机转速增大风量来提高加氢空冷器管束内含NH₃、HCl、H₂S的多元流体介质冷却效果，使温度T_i逐渐降低；

若风机在调速过程中，温度T_i降低至与温度T_i0的偏差ΔT≤3％，则认为实现加氢空冷器出口管道温度T_i的调控；

若风机已达到最大输出功率，而温度T_i不再降低，则进行步骤2)；

步骤2)通过注水管线(11)加大注水量，使温度T_i逐渐进一步降低：

若温度T_i降低至与温度T_i0的偏差ΔT≤3％，则认为实现加氢空冷器出口管道温度T_i的调控；

若注水量已达到最大功率，温度T_i不再降低，则进行步骤3)；

步骤3)调节第i台加氢空冷器对应的第i调节阀开度，使温度T_i继续降低，直至温度T_i降低至与温度T_i0的偏差ΔT≤3％。

4.根据权利要求1所述的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，其特征在于：所述的第一加氢空冷器(16)、第二加氢空冷器(17)、第三加氢空冷器(18)、第四加氢空冷器(19)出口管道分别经第一温度检测器(20)、第二温度检测器(21)、第三温度检测器(22)、第四温度检测器(23)与所述第一物料出口管道(24)、第二物料出口管道(25)、第三物料出口管道(26)、第四物料出口管道(27)相联通。

5.根据权利要求1所述的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，其特征在于：各个加氢空冷器的入口侧均设有用于安全排空处理的介质置换注入口(28)。

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