红外监测技术在催化反再系统的应用

党宏涛

湖南省岳阳长岭设备研究所有限公司

摘要：本文介绍了红外热成像监测技术在石化行业催化反再系统的应用，通过实例来说明红外监测技术可以提高对催化反再系统设备衬里损坏的预知性和准确性，降低设备衬里减薄而导致局部超温穿孔等突发性事故的发生。此外，红外监测技术可以帮助指导设备衬里检修、设备腐蚀、节能降耗等工作，服务企业的生产经营发展。

关键词：红外测试；反再系统；衬里检修

催化裂化是原油二次加工中重要的加工过程，在炼油厂中占有举足轻重的地位。催化裂化装置运行的好坏，直接决定着炼油厂的经济效益。在影响催化裂化装置长周期正常运行的几大因素中，反再系统衬里方面的问题，越来越受到各炼油企业的重视。由于催化剂具有一定的机械强度，同时随着反应油气和再生烟气高速流动,不断地冲刷反再系统各设备衬里的表面，使衬里大面积减薄，甚至使构件局部超温，甚至穿孔，这种磨蚀和冲蚀现象对设备造成的影响非常严重。

为了及时发现衬里“减薄”而出现的高温部位，可利用红外热成像这种“非接触”的现代监测手段来监测催化裂化装置的反再系统设备的外表温度，从而及时采取保护措施，防止设备穿孔，确保设备运行安全。

一、监测方法

以某炼油企业炼油一部催化裂化装置的反再系统设备的表面温度的测试为例，设备主要包括：再生立（斜）管、重油提升管、沉降器、烧焦罐、再生器、外取热器、待生斜管、外循环管等。

利用TSI-9565多参数通风表测试目标表面附近的环境温度、环境风速、相对湿度等参数，利用Fluke点温计对目标表面温度进行接触式点温，根据测试的环境参数对FLIR红外热成像仪进行参数设置和校对。在设置好仪器参数后，对目标进行红外检测，拍摄红外热图和与其对应的可见光数码图。拍摄完成后将红外热图导入电脑，利用仪器配置的专业软件，对红外热图进行分析，根据红外图的不同颜色区域划分出不同的温度区，根据需要确定超温区域、区域内平均温度、热点分布、温度变化情况等数据值。

由于催化裂化装置设备表面温度较高，所以红外热成像技术是安全的、可靠的和快速的。利用拍摄的红外热图和可见光图，能非常直观的反应设备表面高温区域的位置、温度数值、面积大小。

二、监测实例

1.定期测试，确保设备安全运行

某石化催化裂化装置为了保证设备安全运行，定期利用红外热成像技术对反再系统的设备表面温度进行监测。通过监测，对各个设备表面温度建立数据库，特别针对局部高温部位建立了日常监测数据表加强监控，掌握温度变化情况。装置设备管理人员根据测试结果，及时对温度较高部位，利用红外热成像仪现场定位，指导施工人员对相关部位进行在线处理（钢板贴焊或包焊），保证设备平稳运行至大修。

通过红外技术对设备进行周期性的监测，建立设备高温部位的温度档案，在及时预防事故发生的同时，还可以掌握设备高温部位的变化情况，分析数据并总结变化规律，查明衬里损坏原因，进而根据装置特点和设备操作条件，在设备检修时合理选择衬里结构。

2.检修前后监测，保证衬里检修成功

某石化企业在催化裂化设备大检修前对设备每个面进行红外热成像监测，准确定位了衬里损坏的位置，同时根据监测结果统计出需要检修的高温部位的数量和高温区域的面积。企业根据检修成本核算分析，确定对外循环管、再生立管和烧焦罐等衬里损坏严重的设备采取衬里和设备整体更换，对反应器、外取热器和提升管设备封头等局部高温部位采取衬里的局部修复。企业通过合理制定检修计划和准备检修材料，在设备检修期间有明确的检修目标，对设备衬里做到了彻底检修。通过检修之后对设备进行红外热成像监测，检修效果达到了预期的要求。

3.对腐蚀设备进行评估

化工生产具有高温高压、易腐蚀、易爆炸等工艺特点。催化裂化装置是石化系统的重要装置，经过长段时间的生产运行，石化生产的原材物料、蒸汽高压等将装置造成腐蚀、损害，会留下设备安全隐患，若不进行定期检测评估排查整改，有可能引发装置泄漏等设备事故。采用红外热成像监测对催化裂化装置各个位置进行有效的检测，特别是关键的、重要的位置进行检测，检查其设备的腐蚀情况，发现其存在的隐患，可以发现那些是高温高压引起的、哪些是氧化硫化发生的，从而为检修部门提供指导意见，并采用针对性的检修方法，以排除因腐蚀造成的设备隐患和存在问题。另外，可以根据检测的腐蚀情况，向生产部门建议调整、优化生产工艺指标，或者开展技术攻关、技术革新等手段措施，科学合理地制定操作方法，减少化工生产运行中对装置的腐蚀和对设备的危害。

4.在节能降耗中的应用

节能降耗可以有效提高产品的市场竞争力、降低企业的生产运行成本、提高企业的经济效益。特别是石化行业，经过近年来的快速发展，已经进入转型升级时期，而节能降耗作为转型升级的重要举措，必须常抓不懈。催化裂化装置用能多、能耗大，对其实施节能降耗意义重大。如热力管线特别是长距离蒸汽管线，因保温破损导致的热量损失是石化企业蒸汽损耗升高的主要原因之一。在日常蒸汽管线检查过程中，检查人员用眼光、凭经验观察管线的完好情况，对保温底里蒸汽管线的真正破损情况不是很清楚，有些小的破损长期泄漏蒸汽热量，但凭肉眼又看不出来、观察不到，只有管线破损到一定程度，才能发现泄漏点，但是前期已经损失了很多的热量，增强生产的运行成本。若能采用红外热成像监测对蒸汽管线进行检测，可以及时、快速地发现保温层里蒸汽管线的破损情况，从而及时修复破损、堵住漏点，避免热量的损失。因此，作为石化企业，要建立健全采用红外热成像监测的方式，定期对能源管线进行检查检测，服务企业的节能降耗工作。

此外，红外热成像监测还可以广泛应用于石化企业的电气设备的非接触性检查、埋地管线走向判断等，以提高工作效率。

三、结论

通过实例可以看出，鉴于石油化工行业催化裂化装置的特殊性，利用红外技术这种先进的监测手段，对装置设备的表面温度进行监测，能提高对设备损坏的预知性、准确性，降低设备因局部超温而摩擦穿孔等突发性事故，帮助企业及时采取合理可靠而有效的处理措施，杜绝恶性、突发性的设备事故发生，提高设备安全运行的可靠性。

参考文献：

[1]李晓刚、付冬梅，《红外热像检测与诊断技术》《中国电力出版社》2006:91-95.

[2]程玉兰，《红外诊断现场实用技术》北京：机械工业出版社，2002:75-81.