随着石油能源危机进一步加剧,为满足国内能源需求的正常供给,我国进口了大量“高硫、高氮、含氯”劣质原油,致使劣质原油炼制加工比例不断攀升,导致国内多家石化企业的炼油设备普遍发生腐蚀失效问题,尤其是加氢空冷器频繁出现管束堵塞、弯曲变形、穿孔泄漏等事故,对炼油工艺安全生产造成严重威胁。因此,本文以加氢反应流出物注水系统工艺与注水螺旋喷嘴为研究对象,提出有效的注水工艺优化与防控措施,保障空冷器系统安稳运行。本文以YZ加氢反应流出物(REAC)注水系统工艺过程与注水螺旋喷嘴为研究对象,结合空冷管束失效情况,对典型工况下REAC系统进行工艺过程分析,分析堵塞杂质及原因,明确管束弯曲变形的主要危害源。通过Aspen Plus对注水工艺过程建模仿真,计算不同注水量下REAC系统中NH4HS浓度、pH值、液态水含量等关键参数,获得铵盐浓度随注水量变化规律,从而优化注水工艺参数。通过螺旋喷嘴喷射实验装置,对螺旋喷嘴A与喷嘴B的出口流量、射程、雾化角等特性参数进行了研究,得到不同压力工况下螺旋喷嘴喷射性能,并对实验数据进行函数拟合,获得喷嘴出口流量、射程、雾化角随压力变化规律。建立注水螺旋喷嘴内、外流场计算模型,运用Fluent软件对注水点螺旋喷嘴作用段流场进行数值模拟,并将喷嘴内部流场结果,作为模拟螺旋喷嘴外部雾化场的边界条件。保持内外场模拟具有关联性。内流场模拟分析了注水喷嘴速度场、压力场和雾化角,外流场模拟分析了喷射雾化颗粒速度和粒径变化规律。结果表明,在实际REAC注水工艺过程中,螺旋喷嘴A的注水性能比螺旋喷嘴B的要好,压力对螺旋喷嘴射程与出口流量的影响作用较大,对雾化角的影响作用较小。本文的创新之处在于:1)基于REAC工艺腐蚀回路,对空冷管束堵塞失效原因进行分析,并提出通过优化注水工艺防控空冷管束堵塞失效风险。2)对注水结构中注水螺旋喷嘴进行实验与数值模拟研究,获得不同工况下螺旋喷嘴主要注水性能参数变化规律,可为优化注水结构与注水效果提供依据,对有效防控空冷管束铵盐结晶堵塞失效具有重要工程应用价值。