催化裂化装置换热器腐蚀检测及评估技术研究

摘要

换热器是炼油化工装置大量使用的静设备，并且其结构较塔类、容器类等要复杂许多，因此也是最容易出问题的设备之一。目前，我国炼化企业对管壳式换热器的检测和评估力度严重不足，基本还停留在事后维修阶段。本文以某催化裂化装置的51台管壳式换热器为对象，对换热管的远场涡流检测技术和换热器的评估方法进行了研究。
　　通过对催化各装置的腐蚀机理和物流回路进行分析，采用ORBITONSHORE对换热器风险进行初步评估，根据换热器所处的风险水平，制定针对性的检测策略。
　　设计制造了一批带有典型缺陷的、不同材质、不同规格的远场涡流样管，通过反复试验，建立缺陷与检测信号间的对应关系。借助FLUENT对壳程进行模拟，确定重点检测部位。
　　以大量现场检测数据为基础，采用工程算法对换热管的剩余寿命进行评估，并尝试将用于油气管道的基于Gumbel分布的剩余寿命计算方法，用于换热管剩余寿命计算，通过与工程算法对比，证明该方法同样可以很好地得到换热管的剩余寿命;基于检测结果和计算结果，建立可靠的换热管堵管准则。
　　通过对损伤次因子和机械次因子进行修正，充分考虑管束的内外壁缺陷、结垢、振动等因素，以剩余寿命为基准，结合本次检测数据重新计算换热器失效概率，对管束和换热器风险进行再次评估，为后续的监检测、检维修提供依据。

目录

声明

摘要

第一章 绪论

1．1 课题研究背景

1．2 换热器风险评估技术的发展

1．3 换热器检测技术

1．4 换热管检测技术

1．5 主要研究内容

第二章 换热器的风险检测技术

2．1 基于风险的检测

2．1．1 技术简介

2．1．2 RBI流程

2．1．3 风险评估原理

2．2 针对管壳式换热器RBI技术的修正

2．2．1 管壳式换热器结构及高风险部位

2．2．2 损伤次因子的修正

2．2．3 以剩余寿命为基准的失效概率修正

2．3 本章小结

第三章 催化裂化换热器的腐蚀分析及初步评估

3．1 催化裂化工艺

3．2 催化裂化装置腐蚀分析

3．2．1 原料评价

3．2．2 主要腐蚀机理分析

3．2．3 催化裂化装置工艺危害性分析

3．2．4 催化裂化管壳式换热器分布情况

3．3 换热器的风险评估

3．3．1 基础数据采集

3．3．2 腐蚀回路和存量组的划分

3．3．3 风险评估

3．3．4 制定检测计划

3．3．5 换热器现场检测

3．4 本章小结

第四章 基于远场涡流的换热管检测研究

4．1 远场涡流检测

4．1．1 检测原理

4．1．2 检测设备

4．1．3 探头移动速度的影响分析

4．2 对比样管设计及制造

4．2．1 样管设计

4．2．2 远场涡流检测系统的设置与校准

4．2．3 样管缺陷与信号波形对比

4．3 换热器壳程的FLUENT模拟

4．3．1 建立模型

4．3．2 FLUENT求解

4．3．3 确定重点检测部位

4．4 本章小结

第五章 现场远场涡流检测与评估

5．1 检测目的及评定依据

5．2 远场涡流检测的准备与实施

5．3 远场涡流检测结果

5．3．1 检测结果分析

5．3．2 腐蚀原因分析

5．4 换热管剩余强度评价

5．5 换热管剩余寿命计算

5．5．1 换热管剩余寿命的工程算法

5．5．2 基于Gumbel分布的换热管剩余寿命评估

5．5．3 换热管平面型缺陷的检测与评估

5．5．4 堵管准则

5．5．5 换热管的缺陷修复及防腐处理

5．6 换热器检测结果评估

5．6．1 基于检测结果的管束评估

5．6．2 换热器风险再评估

5．7 本章小结

第六章 总结与展望

6．1 总结

6．2 展望

参考文献

致谢

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