近年来我国原油劣质化和重质化趋势日益严重。劣质原油在进行加氢精制和裂化等深度加工的过程中容易生成NH3、HCl、H2S等易结晶气体组分,造成加氢空冷系统铵盐结晶沉积腐蚀,严重危害换热设备的安全运行。加氢空冷器是加氢工艺过程中的重要换热设备。加氢空冷器的流动腐蚀失效问题与其内部复杂的多相流流动传热行为具有强相关性。由于加氢空冷器设备规模较大,翅片管的翅片结构狭小且数量庞大,目前很难对空冷器整体内外流场的流动传热问题进行数值仿真计算。因此以往对加氢空冷器的数值仿真多为冷态研究,没有考虑到空冷管束沿程温度对铵盐结晶特性的影响。所以寻找一种资源需求小、计算精度高的加氢空冷器流动传热耦合特性计算方法对进一步研究管内铵盐结晶特性有重要意义。本文以某炼化厂蜡油加氢装置空冷器为研究对象,通过实验结合仿真的方法开展加氢空冷器的全流程流动传热耦合特性研究。提出了适用于翅片式高压空冷器的数理模型,获得了空冷器全流程流域流动温度分布特性和管内铵盐沉积特性。基于工艺分析获得了铵盐结晶温度和结晶速率曲线,并结合数值仿真分析获得了考虑沿程温度变化的管束沿程铵盐结晶速率。本文的主要研究内容及结论为:（1）基于实验对不同管内流速下的空冷器翅片管对流传热系数进行了标定并建立了翅片管共轭传热数值验证模型。基于此模型建立了实际空冷器翅片管的周期性仿真模型,实现了对空冷器管束固体与空气侧对流传热系数的定量预测。研究发现翅片管对流传热系数与管内流速呈正相关关系,仿真模型与实验结果吻合良好。空冷器管束的排列方式会造成不同管排间固体与空气侧对流传热系数最大22.87%的差距。（2）基于Aspen Plus对加氢工艺流程进行了工艺建模仿真,构建了基于油-气-水多组分交互的反应流出物工艺仿真模型,提出了NH4Cl结晶温度与结晶速率预测模型。研究发现NH4Cl在210℃时开始结晶,结晶温度与原油氯含量呈正相关关系。标准工况下NH4Cl结晶速率与温度呈负相关关系,极限工况下NH4Cl结晶速率与温度呈正相关关系。（3）基于热阻串联定律,结合计算所得翅片管固体与空气侧对流传热系数与全流程管内流动参数建立了空冷器周期性全流程流热耦合仿真模型,得到了不同位置管束的沿程温度分布曲线。研究发现翅片管等效传热模型能够以较高的精度预测空冷器翅片管的传热过程。空冷器一二两排管道温度下降幅度占空冷器总体温度下降区间的80%左右。虽然不同管排的翅片管固体与空气侧对流传热系数差别很大,但由于管内对流传热系数相对较小,经过热阻串联公式计算后,各管排的总传热系数差别并不大。向空冷器注水可以提高空冷器的传热性能。（4）建立了全流程空冷器内铵盐颗粒沉积数值仿真模型,以管内铵盐颗粒停留时间为关键参数分析了变工况下空冷器内铵盐沉积高风险管束区域。研究发现标准工况与极限工况下的空冷器铵盐沉积高风险区域分布相似,铵盐颗粒大部分停留在一二管排,第二管排内铵盐颗粒停留时间普遍小于第一管排。第一管排在正对入口和管箱两侧之间区域的管束铵盐沉积风险较高,第二管排在管箱中部及两侧区域的管束铵盐沉积风险较高。本文的创新之处在于:1)提出了适用于高压空冷器翅片管的流热耦合仿真模型,并进行了实验验证。2)提出了适用于加氢空冷器全流程流热耦合数值仿真的计算方法,克服了以往空冷器全流程流动传热建模仿真的困难。得到了空冷器全流程内部流动与温度分布规律,实现了对管束沿程铵盐结晶速率的预测。