加氢裂化技术是石油产品精制、改质和重油加工的重要手段，在规模大型化、原油劣质化的趋势下，加氢空冷系统频繁爆发流动腐蚀失效，严重制约装置的可靠运行。鉴于原油更换频次高，硫、氮、氯等杂质含量波动大，腐蚀机理极为复杂，亟需科学的腐蚀风险预测方法及防护优化方案。本文针对加氢空冷系统开展失效模式评定与数值模拟，建立流动腐蚀预测方法和闭环管理策略，为空冷系统专业化设计和可靠运行提供理论支撑。本文以GQ石化加氢空冷系统为研究对象，开展反应、传热、流动等关联过程分析，深入分析典型流动腐蚀机理。首先，针对收集的现场运行工况及操作参数，运用Aspen软件进行流程建模与工艺模拟，获得了物性参数随温度的变化规律、三相介质气、油、水随温度的变化趋势、腐蚀性介质NH3、HCl、H2S在气液中的分布规律以及多相流平均流速变化情况；其次，计算判定NH4Cl结晶温度位于189~224℃之间，NH4HS结晶温度位于28~55℃之间，结合实际工况，判定空冷系统的失效风险为NH4HS盐颗粒沉积及潮解腐蚀；再次，运用HTRI热工模拟软件建立了工艺热传递计算模型，获得传热管束内物流处于不同部位的温度值，进而确定NH4HS盐颗粒滞留管壁的高危区域为距离第二管程出口约0~3.8m处，并提出了三种管束排布优化方式解决铵盐潮解垢下腐蚀问题，经过热工校核计算，宜选取3-2-1排布；然后，通过对管箱及管束整体结构仿真，获取了各管排管子的流速、相分率等流动参数分布不平衡规律，提出增设分配盘能有效改善其不平衡度；结合衬管流场的数值模拟，提出四种（1:10锥度、45°倒角、1/4内圆弧及1/4外圆弧）过渡结构，对比分析得知1:10锥度结构最佳；最后，利用有限元软件ABAQUS进行复合管拉拔过程模拟，得到胀球半径为8.65mm与较高内压值能提高衬管与基管贴合度；通过翼型混合器与末管程管箱流体仿真，确定了混合器与热电偶最佳安装位置。本论文创新点在于：基于反应、传热、流动等工艺关联过程，开展加氢空冷系统流动失效模式评定，建立了一套风险预测方法；对在役空冷系统开展流体数值计算，针对其存在分布不平衡和流动腐蚀高危区域，提出基于流动腐蚀分析的结构优化方案，并给出了最佳制造工艺参数和热电偶监测位置等闭环管理策略以提高装置耐流动腐蚀性能。