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机械设计与研究2025年第05期:催化裂化装置氯化铵盐结晶冲蚀磨损管道特性

来源:期刊VIP网 时间:


作者:王爱军;王海;武有强;

单位:中国石油天然气股份有限公司兰州石化分公司;西南交通大学电气工程学院;

摘要:针对重油催化裂化装置顶循系统产生的氯化铵盐结晶冲蚀管道,造成管道穿孔泄漏,影响装置长周期平稳运行的难题,通过分析氯化铵盐结晶对管道的冲蚀磨损特性,可预测其穿孔位置并制定有效防控措施。基于欧拉-拉格朗日方法,以换热器E203/1~2出口180°弯管为研究对象建立了仿真数学模型,结合实际工艺参数,在ANSYS Fluent 2020环境中对180°弯管内的流场分布、冲蚀磨损特性开展了数值模拟,同时采用控制变量法研究了入口流速、盐结晶颗粒粒径及颗粒质量流量等对管道冲蚀率的影响。结果表明:管道外拱璧中间及两侧是产生冲蚀磨损的关键部位,易造成穿孔泄漏。管道冲蚀率随着入口流速的增大呈线性增长趋势,当入口流速超过2.5 m/s时,冲蚀磨损加剧。盐结晶颗粒粒径与管道的冲蚀率为负相关,颗粒粒径在0.01~0.07 mm内,冲蚀率较为平缓,粒径大于0.07 mm,冲蚀率明显下降。管道冲蚀率受盐结晶颗粒质量流量的影响较大,颗粒质量流量大于0.09 kg/s时,冲蚀率上升趋势加快。研究结果可为管道易受磨损部位的定期检测、防控措施的制定及工艺参数的优化提供一定的理论基础,同时有助于合理安排管道的更换周期。

关键词:氯化铵盐结晶;;180°弯管;;数学模型;;冲蚀磨损;;数值模拟