乙烯裂解炉是石油化工生产中的关键装备，在高温运行过程中，炉管内壁会逐渐形成焦层，增加径向传热阻力，引起炉管金属温度升高，并可能影响能源利用效率、炉管服役寿命和装置运行周期。然而，炉管内部温度高、空间封闭且缺乏直接观测条件，传统方法难以实现焦层状态的连续在线监测。近日，低空技术与工程学院光电成像团队在该领域取得系列研究进展。

文章“Real-time reconstruction of coke-layer thickness in ethylene cracking furnaces using a radiometrically calibrated heat-transfer model”，将黑体炉标定的比色测温技术与径向传热模型相结合，在工业现场布置12套红外测温探头，实现炉管温度连续监测及结焦状态5秒级更新。

图1 红外比色测温系统实时监测画面

在此基础上，文章“Process-side-corrected monitoring of equivalent coke thermal resistance in an industrial ethylene cracking furnace: a case study”，进一步融合炉管温度、物料流量、炉管出口温度和入口温度等工业数据，提出工艺侧修正的热反演方法，以降低运行工况变化对长期结焦分析的影响。

图2 工艺侧修正的等效焦层热阻反演框架

两项研究形成了从高温非接触测温、现场多探头监测到工艺数据融合和结焦状态分析的完整技术路线，可为乙烯裂解炉的运行状态评估、能效管理和科学制定清焦计划提供技术支持。

两项工作成果分别发表于国际期刊《Measurement》和《Case Studies in Thermal Engineering》，两本期刊均为中科院2区，低空技术与工程学院熊丹枫老师作为第一作者，合肥师范学院作为第一单位。 相关研究得到安徽省高校自然科学研究项目和光电探测科学与技术安徽高校联合重点实验室开放基金支持。（低空技术与工程学院）