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专利号: 2021104998746
申请人: 浙江理工大学
专利类型:发明专利
专利状态:已下证
更新日期:2026-08-04
缴费截止日期: 暂无
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摘要:

权利要求书:

1.一种加氢空冷器管束内铵盐沉积特性识别消除方法,其特征在于,方法步骤如下:步骤1)含有烃、油、水的多相流介质进入到加氢空冷器入口管箱(10),多相流介质经一排并行的空冷器管束(5)流至加氢空冷器出口管箱,空冷器管束(5)底部安装有变频风机,通过变频风机对空冷器管束(5)内的多相流介质进行流动换热降温;对于空冷器管束(5),对空冷器管束(5)的初始服役状态进行标定,以绘制各根空冷器管束(5)的同一纵截面的温度初始标定线(11);另外,以首次服役时的空冷器管束表面温度场为基准,以温度差10℃为基准,绘制多条温度等值参考线,分别将N条温度初始标定线和多条温度等值参考线设置为调控基准线;

步骤2)以加氢空冷器入口管箱(10)与空冷器管束(5)连接的位置作为空冷器管束(5)轴向长度的起始位置,以加氢空冷器出口管箱所在的位置作为空冷器管束轴向长度的终点位置,空冷器管束的轴向长度为L;空冷器管束沿轴向等间隔设置N个截面作为温度信息监测截面,每个温度信息监测截面处设置一组温度变送器(4),每一组温度变送器(4)中均有M个温度变送器(4),一组温度变送器(4)中的M个温度变送器(4)沿温度信息监测截面的空冷器管束(5)外壁间隔布置,N个截面共计有N×M个温度变送器对空冷器管束外壁温度进行实时监测;空冷器管束(5)的根数为W个,则所有空冷器管束具有的温度变送器的总个数为N×M×W个;

步骤3)将各个温度变送器(4)监测到的温度信号值通过RS485总线传送至单片机(3)进行数据分析和整理;

步骤4)利用位于空冷器管束(5)上方的红外热成像仪定时对加氢空冷器管束(5)进行温度拍摄,将拍摄获得的管束温度信息图像无线传输至工控计算机(16)进行数据处理,以温度差10℃为基准,利用数据处理建立多条温度等值实际线图谱;将多条温度等值实际线图谱与步骤1)绘制的多条温度等值参考线进行比对,若实时监测的对应空冷器管束温度等值实际线图谱低于温度等值参考线6%,则判定该工况下存在铵盐沉积风险,进行下一步骤确定铵盐沉积所在的具体温度信息监测截面;

步骤5)对于各个温度信息监测截面,通过温度变送器监测获得温度信息监测截面的监测温度值计算如下:

式中TiN表示第i根空冷器管束的第N个温度信息监测面上的监测温度值,TiNu表示第i根空冷器管束的第N个温度信息监测截面上的第u个温度变送器所检测到的温度,i表示空冷器管束的序号,N表示温度信息监测截面的序号,u表示温度信息监测截面上的温度变送器的序号;

建立以下加氢空冷器管束内铵盐是否沉积的铵盐沉积风险辨识模型:其中,Q表示空冷器管束(5)的总根数,min()表示求最小值,e表示温度偏差率;

若温度偏差率e满足e≥5%,则第i根空冷器管束的第N个温度信息监测截面存在铵盐沉积风险,则进行下一步骤;

若温度偏差率e满足e<5%,则第i根空冷器管束的第N个温度信息监测截面不存在铵盐沉积风险;

步骤6)针对步骤5)确定的存在铵盐沉积风险的第i根空冷器管束的第N个温度信息监测截面,利用直流电源将车载机构(7)沿滑移轨道驱动移动至第N个温度信息监测截面最近的两只半开式卡箍(12)上方;

车载机构(7)与空冷器管束垂直的两条边槽中间分别垂放带有固定支撑结构且末端带有磁块的电缆;移动控制两个末端带有磁块的电缆分别与第N个温度信息监测截面所在节距段两端的位于半开式卡箍(12)内的电磁铁(13)相磁吸联通,再通过带有控制开关的变频振荡阻尼器(14)对第N个温度信息监测截面所在节距段内的回路施加变频信号,通过电磁铁(13)与磁块的间断性高频开关/闭合振动管束剥离空冷器管束(5)内壁的铵盐沉积物;

同时,通过电控系统(15)控制超声波发生器(8)对第N个温度信息监测截面所在节距段的铵盐沉积区域发出超声波信号,超声波信号驱动块状或片状铵盐沉积物同管束内壁剥离,直至实时监测到的温度偏差率e<3%,则铵盐沉积消除和调节完成,车载机构(7)返回至空冷器管束(5)终点位置;

步骤7)基于步骤1)~步骤6)的步骤,利用工控计算机(16)实时监测各个空冷器管束的温度,并依据铵盐沉积风险辨识模型、N条温度初始标定线和多条温度等值参考线智能寻址空冷器管束铵盐沉积的温度信息监测截面及其所在的节距段,并驱动车载机构(7)进行该根空冷器管束及对应节距段的铵盐沉积特性消除。

2.根据权利要求1所述的一种加氢空冷器管束内铵盐沉积特性识别消除方法,其特征在于:方法采用以下铵盐沉积特性识别消除系统,包括温度信息监测传输系统(1)、自消除单元(2)、空冷器管束(5)、加氢空冷器入口管箱(10)和加氢空冷器出口管箱;加氢空冷器入口管箱(10)和加氢空冷器出口管箱之间通过多根平行并联的空冷器管束(5)连接,加氢空冷器入口管箱(10)上设有两只入口法兰(9);空冷器管束(5)输送含烃、油、水的多相流介质,每根空冷器管束(5)布置温度信息监测传输系统(1)和自消除单元(2);其中,所述的温度信息监测传输系统(1)主要由N组温度变送器(4)构成,不同组温度变送器(4)分别等间距布置于空冷器管束(5)的不同截面的外壁面,每组温度变送器(4)主要由在同一截面上且沿截面圆周的M个温度变送片构成,同一组温度变送器(4)中的各个温度变送片粘贴于空冷器管束(5)的外壁。

3.根据权利要求2所述的一种加氢空冷器管束内铵盐沉积特性识别消除方法,其特征在于:所述的自消除单元(2)包括滑移轨道(6)、车载机构(7)、超声波发生器(8)和变频振荡阻尼器(14);沿加氢空冷器入口管箱(10)和加氢空冷器出口管箱上方安装滑移轨道(6),滑移轨道(6)平行于空冷器管束(5)且位于空冷器管束(5)上方,车载机构(7)顶部通过滑轮吊装于滑移轨道(6)下面并沿滑移轨道(6)水平方向移动;车载机构(7)的两侧开设有与空冷器管束(5)平行的两条边槽,两条边槽中分别嵌装有超声波发生器(8)和变频振荡阻尼器(14),车载机构(7)上还布置单片机(3),车载机构(7)底面设置有和单片机(3)连接的带有磁块的电缆。

4.根据权利要求2所述的一种加氢空冷器管束内铵盐沉积特性识别消除方法,其特征在于:对于既定长度为L的管束,N组温度变送器所在截面将空冷器管束(5)沿长度方向划分为N+1个节距段;任意一个节距段的两段空冷器管束(5)外壁安装电磁铁组件,电磁铁组件包括半开式卡箍(12)和电磁铁(13),半开式卡箍(12)箍套在空冷器管束(5)外壁,在每个节距段的中部的空冷器管束(5)外壁安装半开式卡箍(12);半开式卡箍(12)分为两个半圆环箍,采用磁性材料,两个半圆环箍中部套在剥去翅片的空冷器管束(5)的两侧,两个半圆环箍底端在空冷器管束(5)底部通过铆钉铆接,两个半圆箍顶端在空冷器管束(5)顶部之间具有间隙,间隙内嵌装电磁铁(13);电磁铁(13)的线圈两端置于顶面,通过线圈两端和带有磁块的电缆连接而使得电磁铁(13)与位于车载机构(7)上的单片机(3)电连接,单片机(3)、超声波发生器(8)和变频振荡阻尼器(14)通过通信电缆和电控系统(15)连接,电控系统(15)与工控计算机(16)相联通。

5.根据权利要求2所述的一种加氢空冷器管束内铵盐沉积特性识别消除方法,其特征在于:所述半开式卡箍(12)与空冷器管束(5)之间的环向间隙内嵌入缓冲垫圈(17)。

6.根据权利要求2所述的一种加氢空冷器管束内铵盐沉积特性识别消除方法,其特征在于:所述的多根空冷器管束(5)表面上有用于等温温度指示的温度初始标定线(11)。