焦炭塔是石油化工行业焦化装置的核心设备,它的健康运行对石油炼制产业的发展具有重要意义。近年来,众多学者专家对焦炭塔都展开了相应的研究,并取得了一定的研究成果。但存在以下问题:(1)针对焦炭塔易出现的裂纹、倾斜、鼓凸变形等情况,普遍缺少对设备及时有效的健康监测,传统的方式是出现问题,发现问题,再停产维修。不仅影响企业经济效益,还存在安全风险。(2)前人对焦炭塔的研究,大都是基于简化结构和工艺后的有限元分析,但得到的仿真结果与实际情况往往存在差异。(3)现场临时采集数据、做实验的方式只能得到焦炭塔某一阶段的健康情况,而焦炭塔随时间变化可能随时出现健康问题,因此具有一定的局限性。论文以某石化公司的焦炭塔为研究对象,开展焦炭塔的健康监测研究及系统开发。首先研究了焦炭塔的结构和工艺特点,使用ANSYS软件进行了模拟,对焦炭塔常见的健康问题进行了分析,找到影响焦炭塔健康的因素。发现裂纹、变形、倾斜等都和温差应力有较大的联系。通过研究焦炭塔服役过程中容易出现健康问题的部位以及结合现场实际情况,制定焦炭塔健康监测的实施方案。提取影响设备健康的主要因素。采取因素分析的方法,结合传感器采回的实测数据进行健康评价。但是影响设备健康的,并不是倾斜、应力等单个独立的因素,而是由相互关联、相互制约的多种影响因素构成的复杂系统。因此基于层次分析法的权重计算,以及模糊综合评价法的综合评价值计算,构建出健康评价模型。将评价模型集成在远程健康监测系统内,实现系统对焦炭塔的健康评价。编写开发了一套健康监测系统,现场数据采集端通过传感器获取对焦炭塔健康有较大影响的参数数据,传输到远程服务器,远程健康监测端再对数据进行可视化显示,实现焦炭塔的远程健康监测。监测系统经过初步开发后,以某石化公司3#焦炭塔为具体研究对象,进行了监测系统的安装部署,开展试验研究。根据监测系统现场采回的数据,对数据进行了处理分析研究。发现监测数据随焦化工艺过程呈周期性变化,特别是水力除焦阶段各参数会有突然的波动。监测中,温度曲线具有较好的映射作用,能够将其他参数数据映射到相应的工艺过程上便于数据分析。监测发现,塔体最大倾斜量为6.8度,冷焦时由于强烈的温差应力声发射事件较多。同时,在塔壁发现了声发射源的集中区域,下次检修时应引起重视。