3#常减压装置是中国石化扬子石油化工有限公司1 400万t/a大炼油改造的龙头装置，担负着2条重油路线的供料任务，大部分渣油供焦化加工，间歇出70#沥青。由于焦化对原料的适应性强，因此3#常减压装置最大程度减压深拔具有很好的经济效益。为做到最大程度深拔，则必然要求较高的塔顶真空度和较高的炉出口温度。由于真空度的提高受设备密封、蒸汽压力、冷却水饱和蒸汽压等方面的客观制约，因此深拔最为关键的手段就是提高炉温。但提高炉温又受减压炉结焦倾向的限制，因此通过模型找出不同油种减压深拔的安全区间，实现定性操作向定量操作的转变，以此来提高装置的安稳运行水平。

当糖果遇见一根小短棒，独特的组合改变了糖果的命运，从此，棒棒糖风靡世界。你想自己做一支棒棒糖吗？方法其实很简单，只要使用电烤盘和几颗糖果，你就可以让普通糖果变身成棒棒糖了，试试看吧！

Step3：当前信道忙碌时，算法将退避次数NB和退避指数BE都加1，CW的值重置为2，由于BE值的增大节点下次获得更好退避周期的概率变大。此时，当前退避次数达到最大值时则节点停止本次信息传输，否则算法返回第二步重新等待一个随机退避周期。当信道空闲时，退避算法执行两次CCA，可以有效地规避潜在的ACK帧冲突[7]。

1　工作原理及流程简介

1.1　结焦原理

常减压高温蒸馏过程特别是减压深拔过程，不可避免地会伴随一定程度的重质油品的热反应，热反应基本分为裂解和缩合2个方向。缩合反应会生成分子越来越大的稠环芳烃，高度缩合后会形成胶质、沥青质，最后生成高碳氢比的焦炭，俗称炉管结焦[1]，导致装置不得不停工烧焦。

TWEAK上游引物5′-ATCGCAGCCCATTATGAAGT-3′、下游引物 5′-GAAGAGTCCGAAGTAGGTGAGG-3′，p38MAPK 上游引物 5′-TCGAGACCGTTTCAGTCCAT-3′、下游引物5′-CCACGGACAAATATCCACT-3′，GAPDH上游引物5′-ATCACCATCTTCCAGGAGCGA-3′、下游引物5′-CCTTCTCCATGGTGGTGAAGA-3′均由生工生物工程（上海）股份有限公司合成。

在抽真空设备确定的情况下，减压炉出口温度成为控制减压深拔的关键条件，但确定的油品存在临界结焦界线与安全操作区域，能否控制好减压炉炉管中介质的运行状态关系到油品是否结焦。实际生产中结焦与否缺少直观的监测手段，因此根据已知操作参数建立炉管内介质运行工况的测算模型，利用模型判断实际运行工况是否在安全操作区域内，为卡边精细操作提供定量的数据支持。

1.2　减压炉流程简介

Petro-sim减压炉模型根据减压塔闪蒸段实际压力、温度与炉管的基础参数(见表1)，给定的对流段和辐射段炉管热流量密度，利用热力学校正公式(采用Esso Tabular物性方程)逐段反算出炉管内油气物性状态数据。

闪蒸段，减压炉系统共计54段管线；除最后低速转油线、闪蒸段是单路外，其余都是8路对称分布。加热炉热效率93%，对流转辐射段注蒸汽。

  

图1　减压炉进出料示意

2　减压炉模型建立及校准方法

2.1　减压炉模型建立

减压炉进出料流程见图1。常渣分8路进入减压炉对流段，预热后转入辐射段，在辐射段完成3次扩径后出炉膛，在炉膛外完成3次扩径后合并成1条管线进入减压塔闪蒸段。为分段研究需要，将对流段1根横管看成1段，辐射段1根竖管看成1段，出辐射段后同一直径段看成1段，加上炉入口补偿段(减压炉进口、出口的竖直高度差)、对流转辐射段、

陈建伟说：“你还愣着干啥，还不赶紧拆了重新做，就这样都要做到半夜了。”李萍拆袋子，陈建伟踩缝纫机。一个拆，一个扎，配合得很默契。

 

表1　减压炉炉管段基础数据输入

  

管道编号管段名称外径/mm管壁厚度/mm冲程数当量长度/mm油膜厚度/mm管间距/mm焊接系数1闪蒸段9862.02111000501.352转油段2620.021133169501.353转油段716.013873134501.354转油段610.010849772501.355转油段457.08861431501.356转油段356.08837735501.357辐射段273.1128115285546.01.358辐射段273.1128107865546.01.359辐射段273.1128107865546.01.3510辐射段219.1108107865438.01.3511辐射段219.1108107865438.01.3512辐射段168.388107865336.01.3513辐射段168.388107865457.61.3514～24辐射段141.388107865282.01.3525辐射段141.388107865457.61.3526辐射段141.388107865282.01.3527辐射段141.388107865617.01.3528～35辐射段141.388107865282.01.3536辐射段141.388115285282.01.3537对流转辐射段141.38831380501.3538对流段141.388101555282.01.3539对流段141.38894005282.01.3540对流段141.38894005282.01.3541对流段141.38894005738.61.3542～44对流段141.38894005282.01.3545对流段141.38894005738.61.3546～49对流段141.38894005282.01.3549对流段141.38894005282.01.3550对流段141.38894005738.61.3551对流段141.38894005282.01.3552对流段141.38894005282.01.3553对流段141.388101555282.01.3554补偿段141.3815000501.35

2.2　模型校准方法

加热炉日常操作中主要通过调节瓦斯流量来改变炉出口分支温度，但缺少炉管中油气运行状态的检测手段，这既不利于减压炉的安全操作，又给模型预测结果验证带来了困难。笔者通过减压炉对流转辐射段温度、辐射段出口分支温度2个已知条件，建立模型优化器；以对流段、辐射段热流量密度为自变量，以对流转辐射段温度、辐射段出口分支温度、补偿段平均热流量密度最小为目标变量，规划求解出与现场对流转辐射段、辐射段出口分支温度同时一致，补偿段平均热流量密度最小的对流段、辐射段热流量密度，以此实现模型预测结果与实际情况的一致。求解结果见表2、表3。通过优化器规划求解发现，温度目标变量偏差在百万分之一以下，补偿段热流量密度偏差在千分之一以下，模型使用满足偏差要求。

利用模型测试3#常减压装置加工负荷分别为13 000，18 000，22 800 t/d时对结焦倾向的影响，结果见图5。

 

表2　优化器自变量规划求解值

  

自变量最小值求解值最大值辐射段热流量 密度/(W·m-2)5811.1117710.8823244.42对流段热流量 密度/(W·m-2)3000.005448.3311622.21闪蒸段温度/℃360.00388.44410.00

 

表3　优化器约束变量规划求解值

  

目标变量实际值模型预测值偏差减压炉出口分支 温度/℃409.00409.00-3.12×10-8对流转辐射温度/℃368.00368.00-1.23×10-7补偿段平均热流量 密度/(W·m-2)100.00100.00-2.57×10-3

3　减压炉结焦影响因素分析

3.1　结焦曲线建立

常压重油进入减压炉，在逐步吸收炉膛内的热量后，流体一般要经历满管液态流—泡状流—环状流—雾状流几种流态的变化过程，相态也从单相变为双相(汽液两相)。该过程中的热量传递以环状流为例加以描述：炉膛热量传递至炉管壁，炉管壁将热量传递给油膜层，油膜层再将热量传递至中心油气相。炉管壁、油膜层、油气相温度依次降低，根据生焦机理，最易结焦的为液态的油膜层，而油膜层结焦倾向取决于油膜在炉管壁上的停留时间与油膜温度。

利用模型对减压炉分支出口温度变化对结焦倾向的影响进行分析，减压炉分支温度取407，412(设计值)，415，420 ℃等4个点，变化趋势见图3。

  

图2　炉管段油膜操作曲线与临界结焦对比

 

a—临界结焦曲线；b—20 ℃缓冲曲线；c—减压炉操作曲线

由图2可见：目前的深拔操作基本处于较安全的区域，且最接近结焦曲线的为第九段炉管，即出辐射段前倒数第3根炉管(炉膛内最后一次扩径段)。说明在辐射段的每次扩径，由于体积突然变大，流速发生突降，导致停留时间变长；又因为最后一排炉管是双面辐射，炉管吸收的热量更多，油膜温度也快速升高，整体导致操作曲线快速向临界结焦曲线靠近。因此，日常操作中应当重点关注炉膛内三次扩径管段的运行状态，实时监控好该段的炉管壁温度变化情况。

3.2　操作温度对结焦趋势影响

以2016年8月12—18日3#常减压装置实际加工油种与减压深拔操作工况为参考，利用模型对减压炉炉管内介质状态进行测算，将油膜温度与油膜停留时间绘制成操作曲线，与临界结焦曲线(为标定的达混油实际结焦曲线)进行比对，结果见图2[2]。

  

图3　炉管段不同分支温度油膜操作对比

 

a—临界结焦曲线；b—20 ℃缓冲曲线；c，d，e，f—分别为减压炉分支出口温度407，412，415，420 ℃时对应的减压炉操作曲线

由图3可见：随着减压炉出口分支温度的提高，操作曲线快速向结焦区逼近；以通常的20 ℃作为安全缓冲区，发现420 ℃操作曲线进入结焦缓冲区，存在结焦风险，炉出口分支温度不能再提高。在目前407 ℃工况下，减压炉操作还有13 ℃的极限操作空间，建议减压深拔在减四线质量合格的前提下，减压炉分支出口温度可在415 ℃左右安全操作。

3.3　炉管注汽对结焦趋势影响

由图4可见：注汽增大提高了油气速率，使得油膜停留时间缩短，操作曲线呈远离结焦区的趋势。但为了保证减压炉出口分支温度，必须提高炉膛内的热流量密度，即瓦斯消耗量增大，具体见表4。

基于不同处理状态下水稻产量在该试验中存在明显差异性。处理1区与处理2 区的水稻产量分别为0.69kg/㎡和0.61kg/㎡，水稻产量在所有处理区域中最低；处理4区的水稻产量达到最高水平1.03kg/㎡，产量明显高于其它区域；处理区 1、2、3、7水稻产量均低于处理6区。

利用模型测算减压炉炉管注汽量0.9，1.4，1.9 t/h等3个点对结焦趋势的影响，结果见图4。

  

图4　炉管段不同注汽量油膜操作对比a—临界结焦曲线；b—20 ℃缓冲曲线；c、d、e—分别为减压炉炉管注汽量0.9，1.4，1.9 t/h对应的减压炉操作曲线

 

表4　不同炉管注汽的对流段、辐射段热流量密度对比

  

注汽量/(t·h-1)辐射段热流量密度/(W·m-2)对流段热流量密度/(W·m-2)0.916779.595310.121.416908.835427.221.917022.825536.00

由表4可见：每增加1 t注汽，炉膛瓦斯消耗量较之前提高1.45%。因此在安全操作范围内，炉管注汽不宜过高；但在接近结焦区时，可考虑适当提高注汽量来保证操作安全。

3.4　不同加工负荷对结焦趋势的影响

（三）通过内部控制建立绩效管理模块，加强财政管理内部控制平台整合。财政部门应重视对预算绩效管理的监督工作，通过建立监督结果报告制度、公开制度、与预算编制挂钩机制和绩效问责机制等制度措施，形成监督结果应用闭环，切实发挥绩效监督管理作用。同时，还应加强对预算绩效信息的管理，通过内部控制建立全面完善的绩效管理系统。

  

图5　炉管段不同加工负荷油膜操作对比

 

a—临界结焦曲线；b—20 ℃缓冲曲线；c、d、e—分别为装置负荷为13 000，18 000，22 800 t/d时对应的减压炉操作曲线

由图5可见：在对流段，管内介质为满管液态流，负荷越低流速越慢，停留时间越长，结焦倾向越强；但由于对流段温度较低，总体离临界结焦区较远，结焦风险小。在辐射段，由于吸收热量的逐步增大，管内开始逐步汽化，管中心为汽相，带动管壁液态快速流动；由于负荷越大，管壁油膜厚度越大，受汽相的带动力相对减小，导致负荷越大油膜层流速越慢，停留时间越长。由于要保证相同的减压炉分支出口油气温度，因此负荷越高炉膛温度越高，对应的油膜层温度也将越高。在辐射段由于油膜温度高、停留时间长二者协同作用，导致高负荷比低负荷更易结焦。在转油段，由于已经出炉膛，外界不再提供热量，且由于压力降低不断汽化吸热，使得油膜温度不断降低，操作曲线逐步远离结焦区。综上，高负荷比低负荷更易结焦，且最易结焦点为辐射段末级扩径段，日常操作需要重点关注。

3.5　不同加工油种对结焦趋势的影响

根据减压炉出口分支温度越高、负荷越大越易结焦的判断，在日常生产中需重点监控高负荷、减压深拔时减压炉的运行状态，特别是减压炉辐射段末级扩径处炉管的油膜温度与停留时间的变化。

3#常减压装置主炼油种为巴士拉油、沙中油，掺炼仪扬油、伊朗重油、卡斯蒂利亚油、平湖油等4种。通过模型测算，在总负荷不变(满负荷)、减压炉出口分支温度420 ℃情况下，增加巴士拉油1 000 t/d，分别减少其他油种1 000 t/d，来比较减压炉辐射段末级扩径处炉管的油膜温度与停留时间的变化情况，发现在最易结焦的情况下(高负荷、减压深拔)，不同油种对结焦倾向的影响也不一样，见表5。

 

表5　不同油种变化的辐射段末级扩径段操作曲线对比

  

油种辐射段末级扩径段炉管油膜温度/℃停留时间/s卡斯蒂利亚油457.24130.5672仪扬油457.75430.5691伊朗重油457.88540.5713沙中油457.89160.5712巴士拉油458.37510.5705平湖油458.85020.5774

由表5可见：卡斯蒂利亚油最易结焦，平湖油最不易结焦。因此，在日常操作中为避免炉管结焦，应该遵循以下原则：高负荷、减压深拔时，在轻烃允许的情况下，最大程度掺炼平湖油，最低程度掺炼卡斯蒂利亚油；主油种负荷要高，其余掺炼油量依照沙中油、伊朗重油、仪扬油依次降低。

4　结　论

政产学研合作背景下的专利共享机制——基于材料基因组工程研究的分析······················································刘 艳 范小军 (5,829)

1)Petro-sim减压炉结焦预测模型可以通过优化器规划求解的方法解决模型预测准确性的问题。

2)减压炉辐射段末级扩径段为最易结焦的炉管，该处油膜温度最高，操作曲线最接近临界结焦区，需要重点监控。

3)减压炉分支出口温度对结焦倾向影响最大，模型预测2016年8月计划加工油种，减压炉出口分支温度可以从当前的407 ℃安全提高至415 ℃(考虑减四线质量合格)。

4)炉管注汽可以适当减缓结焦倾向，但每增加1 t注汽，炉膛瓦斯消耗量较之前增多1.45%，因此在安全操作范围内，炉管注汽不宜过高，但在接近结焦区时，可考虑适当提高注汽量来保证操作安全。

5)在减压炉操作中，高负荷比低负荷结焦风险大，不同油种对结焦倾向的影响也不同。日常防结焦操作需重点监控高负荷、减压深拔情况，应遵循最大程度掺炼轻质油，最低程度掺炼重质油的原则。3#常减压装置目前加工油种结焦倾向强弱顺序为卡斯蒂利亚油、仪扬油、伊朗重油、沙中油、巴士拉油、平湖油。

MapGIS框架结构包含了开发平台、工具产品和解决方案三方面内容，对其实际应用情况进行分析，发现MapGIS自身开发平台就已经包含了服务器开发、遥感处理等平台内容，将这些开发平台集成起来进行应用，不仅可以有效满足测绘工作对不同种类型开发平台需求，还能够实现专业领域开发和利用。同时该项系统所囊括的工具产品，覆盖了各个行业领域，可以有效对矢量数据和遥感数据进行有效处理。此外，针对系统运行解决方案，则包含了开发平台、使用文档等。

参考文献：

[1]　陈建民，黄新龙，王少锋，等.减压深拔及结焦控制研究[J].炼油技术与工程，2012，42(2)：8-14.

[2]　郭向营，江红伟，施莉. Petro-SIM在常减压装置的应用[J].中外能源，2013，18(11)：81-84.