高压氢气球阀内部流动特性及阀杆柔性石墨密封结构研究

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作者 偶国富 李志豪 +5 位作者 金浩哲 陈凤官 刘骁飞 陈贤洮 梁春雷 刘鹏 《流体机械》 北大核心 2025年第5期30-39,共10页

针对常用阀杆填料密封环及配合间隙设计方法无法满足高压球阀工况要求的问题,根据高压氢气球阀的结构与填料受力特征,对球阀内部流场特性及密封结构进行研究,考察了不同石墨填料高度、压缩率、摩擦系数、配合间隙对阀杆密封性能的影响... 针对常用阀杆填料密封环及配合间隙设计方法无法满足高压球阀工况要求的问题,根据高压氢气球阀的结构与填料受力特征,对球阀内部流场特性及密封结构进行研究,考察了不同石墨填料高度、压缩率、摩擦系数、配合间隙对阀杆密封性能的影响规律。结果表明,阀门关闭过程中的最大流速发生在阀芯通道出口处,为32.4 m/s;填料环流固交界面处压力波动为13 700 Pa,流速在0~4 m/s范围内,对密封设计影响可以忽略,而压缩率、配合间隙对密封性能的影响则比较大。摩擦系数的增加可以有效提升接触压力,但会加剧密封环磨损。综合考虑,确定最优填料密封环尺寸为总高度20 mm、配合间隙0.1 mm、压缩率22%、摩擦系数0.1,搭建阀杆密封性能试验机,验证了该密封结构在常温和45 MPa高压下的密封性能(无泄漏),证实了设计的可靠性。研究结果可为高压球阀阀杆填料密封的设计提供参考。 展开更多

关键词 柔性石墨密封圈 高压球阀 Fluent滑移网格 阀杆密封性能

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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：3

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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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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

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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

4

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

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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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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

6

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：14

7

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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催化裂化装置旋风分离器磨损分析及防控

8

作者 余兵 周俊锋 +5 位作者 许根富 陈凡 秦仔祥 蒋诚航 刘延雷 金浩哲 《流体机械》 北大核心 2025年第7期104-110,共7页

针对某催化裂化装置旋风分离器的磨损问题,构建气固两相冲蚀数理模型,采用数值模拟技术还原典型工况下分离器内速度场、磨损率等流动参数的分布特征;结合现场失效案例,分析冲蚀磨损形成机制并提出防控方案。结果表明,旋风分离器内部流... 针对某催化裂化装置旋风分离器的磨损问题,构建气固两相冲蚀数理模型,采用数值模拟技术还原典型工况下分离器内速度场、磨损率等流动参数的分布特征;结合现场失效案例,分析冲蚀磨损形成机制并提出防控方案。结果表明,旋风分离器内部流场呈现外层下行、内层上行的双层旋转流动结构,壁面减薄主要由切削磨损和变形磨损共同作用所致;硅粉颗粒在旋风分离器顶部以低角度持续碰撞,导致该区域磨损最为严重,磨损率达6.02×10^(-9)kg/(m^(2)·s);颗粒螺旋向下运动时与筒体壁面发生切削磨损,且因运动半径减小使离心力增大,进而撞击底部壁面,造成底流口部位严重磨损,磨损率达5.52×10^(-9)kg(/m^(2)·s),数值模拟结果与现场案例吻合度高。采用耐磨焊条堆焊可使设备使用寿命延长3~6个月,而氧化铝陶瓷内衬等方案可延长10个月以上。研究建立的磨损分析方法与防控策略,可用于旋风分离器壁面减薄的失效评估及寿命优化。 展开更多

关键词 旋风分离器 数值预测 失效机理 磨损防控

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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

9

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

10

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

11

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

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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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煤气化装置黑水阀冲蚀磨损机理及智能防控研究 被引量：8

13

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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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：6

14

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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渣油加氢空气冷却器NH_(4)Cl结晶影响因素分析及沉积特性预测研究 被引量：3

16

作者 顾友杰 金浩哲 +1 位作者 张艺骞 偶国富 《石油炼制与化工》 CAS CSCD 北大核心 2023年第12期135-142,共8页

渣油加氢装置因原料劣化腐蚀性强,设备长期处于极端运行工况下,导致冷换设备铵盐腐蚀性风险大。以沸腾床渣油加氢系统空气冷却器(简称空冷器)为研究对象,采用NRTL-RK模型构建多组分体系下反应流出物系统化学离子-平衡模型,并通过工艺过... 渣油加氢装置因原料劣化腐蚀性强,设备长期处于极端运行工况下,导致冷换设备铵盐腐蚀性风险大。以沸腾床渣油加氢系统空气冷却器(简称空冷器)为研究对象,采用NRTL-RK模型构建多组分体系下反应流出物系统化学离子-平衡模型,并通过工艺过程关联分析和数值模拟分析相结合的方式,对系统内铵盐结晶腐蚀风险进行评估。计算结果表明,空冷器存在NH 4Cl腐蚀风险,结晶温度为169~187℃,且铵盐结晶速率随着温度降低不断增加,极限工况下为0.22 kg h。空冷器对流换热模型通过组分运输方程和冷凝模型构建,数值模拟结果表明,随着流动的持续,最大的传质系数(1.52×10^(-4)m s)和腐蚀速率(0.43 mm a)出现在出口集合管底部。 展开更多

关键词 沸腾床渣油加氢 空气冷却器 铵盐结晶 沉积预测 风险评价

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316L不锈钢在污水汽提塔顶循环系统的腐蚀特性 被引量：2

17

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 2021年第1期148-156,共9页

设计、搭建了循环流动实验装置,模拟污水汽提装置塔顶循环系统腐蚀环境,采用电化学测试方法和表面分析技术,对316L不锈钢(316L SS)在污水介质中的腐蚀行为和特性进行了研究。实验结果表明,316L SS在污水介质中的腐蚀形态为局部点腐蚀,... 设计、搭建了循环流动实验装置,模拟污水汽提装置塔顶循环系统腐蚀环境,采用电化学测试方法和表面分析技术,对316L不锈钢(316L SS)在污水介质中的腐蚀行为和特性进行了研究。实验结果表明,316L SS在污水介质中的腐蚀形态为局部点腐蚀,腐蚀表面具有弥散分布的点蚀坑。污水介质中NH4Cl含量和介质流速是影响316L SS腐蚀速率的关键因素。当污水介质中NH4Cl质量分数小于4.0%时,腐蚀体系阻抗较大,316L SS的阳极极化曲线表现为典型的溶解、钝化和点蚀过程;当NH4Cl质量分数大于4.0%时,极化曲线不具有明显的钝化区,且此时体系的阻抗半径急剧减小,表明316L SS表面未形成完整的钝化膜,材料耐蚀性降低。当污水中NH4Cl质量分数为4.0%、介质流动速率大于1.0 m/s时,316L SS腐蚀速率急剧升高。 展开更多

关键词 污水汽提 316L不锈钢 NH4Cl含量 介质流速 电化学测试 电镜扫描(SEM) 能谱分析(EDS)

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液固两相流冲洗油管道的冲蚀磨损特性数值模拟及分析 被引量：26

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作者 金浩哲 易玉微 +4 位作者 刘旭 叶浩杰 许健 舒歌平 偶国富 《摩擦学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2016年第6期695-702,共8页

以液固两相流冲洗油管道为研究对象,采用Realizableκ-ε湍流模型、随机轨道模型,结合液固两相流冲蚀磨损试验,建立修正的冲蚀磨损数理模型,数值预测典型工况下冲洗油管道内速度、压力、冲蚀磨损率等流动参数分布情况,分析了冲蚀磨损的... 以液固两相流冲洗油管道为研究对象,采用Realizableκ-ε湍流模型、随机轨道模型,结合液固两相流冲蚀磨损试验,建立修正的冲蚀磨损数理模型,数值预测典型工况下冲洗油管道内速度、压力、冲蚀磨损率等流动参数分布情况,分析了冲蚀磨损的形成机制.研究结果表明:受曲率半径影响,冲洗油管道冲蚀磨损速率随曲率半径的增加而减小;由于颗粒惯性及管内二次流影响,弯头中间区域外侧壁面和出口直管段内侧面磨损较为严重,三通管件的最大冲蚀磨损率位于孔口处,数值预测结果与失效解剖案例吻合.本文建立的冲蚀磨损定量预测方法,适用于压力管道的风险评定及寿命预测. 展开更多

关键词 液固两相流体系 冲洗油管道 冲蚀磨损模型修正 数值预测 失效机理

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基于Aspen Plus的加氢反应流出物铵盐结晶速率计算模型与分析 被引量：22

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作者 金浩哲 王宽心 +2 位作者 偶国富 任海燕 王凯 《石油学报（石油加工）》 EI CAS CSCD 北大核心 2015年第6期1444-1449,共6页

通过分析加氢反应流出物系统的铵盐结晶过程，建立铵盐结晶速率的计算模型，将其与AspenPlus结合进行二次开发，利用AspenPlus强大的物性数据库定量计算了反应流出物多相流体系铵盐结晶速率，并分析不同原料组成及工况下的NH4C1与NHtHS... 通过分析加氢反应流出物系统的铵盐结晶过程，建立铵盐结晶速率的计算模型，将其与AspenPlus结合进行二次开发，利用AspenPlus强大的物性数据库定量计算了反应流出物多相流体系铵盐结晶速率，并分析不同原料组成及工况下的NH4C1与NHtHS结晶速率的变化规律。结果表明，在加氢反应流出物温度较高时，铵盐结晶速率一般为0；进入冷换设备后，随反应流出物温度的降低，开始出现铵盐结晶；开始结晶时的铵盐结晶速率最大，后随着温度的降低，铵盐的结晶速率迅速降低。加氢反应流出物系统铵盐起始结晶温度随着原料油氮、氯或硫质量分数的增加而增加。加氢反应流出物系统NH4C1的起始结晶温度随系统操作压力的升高而增加，而最大结晶速率随着系统压力的升高逐渐下降，最大结晶速率一般出现在160～210℃的范围内；NH。HS的最大结晶速率一般出现在30～60℃，最大结晶速率比NH4C1高约4～5个数量级。典型案例应用表明，所建立的计算模型准确可靠。 展开更多

关键词 ASPEN PLUS 反应流出物 多相反应 铵盐结晶

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加氢处理系统NH_4Cl结晶沉积预测及优化防控 被引量：26

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作者 金浩哲 偶国富 +2 位作者 王宽心 张文彪 程福星 《石油学报（石油加工）》 EI CAS CSCD 北大核心 2014年第4期662-667,共6页

通过热力学计算获得NH4Cl结晶反应的平衡曲线,分析冷换设备中NH4Cl结晶沉积机理;针对某石油化工厂典型加氢反应流出物冷却分离工艺,运用Aspen仿真软件建立多相平衡体系,计算获得气相中Kp即pHCl×pNH3随温度的变化曲线;结合二者建立... 通过热力学计算获得NH4Cl结晶反应的平衡曲线,分析冷换设备中NH4Cl结晶沉积机理;针对某石油化工厂典型加氢反应流出物冷却分离工艺,运用Aspen仿真软件建立多相平衡体系,计算获得气相中Kp即pHCl×pNH3随温度的变化曲线;结合二者建立加氢反应流出物冷却分离系统NH4Cl结晶预测模型,计算获得含不同N、Cl质量分数进料的NH4Cl结晶温度,并提出基于NH4Cl结晶沉积预测的冷却分离系统注水优化方案。结果表明,冷换设备中NH4Cl结晶沉积存在自加速过程,典型工况下NH4Cl结晶温度在155~205℃范围,主要发生在热高压分离高压换热器和空冷器内;根据进料N、Cl的质量分数预测NH4Cl结晶温度,并及时移动注水位置和调节注水量,可有效防止NH4Cl结晶沉积及垢下腐蚀。 展开更多

关键词 加氢系统 NH4Cl结晶 沉积 热力学计算 Aspen模拟

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