煤氣化管道輸送過程中，管道受顆粒沖擊導(dǎo)致的失效嚴(yán)重影響輸送過程穩(wěn)定和氣化生產(chǎn)的安全運(yùn)行。預(yù)測管道剩余使用壽命，合理地開展對(duì)粉煤輸送管路系統(tǒng)的維修維護(hù)，可以有效減緩管道因煤粉沖蝕磨損而導(dǎo)致的失效，提高管路系統(tǒng)的使用壽命，從而保障設(shè)備的安全可靠運(yùn)行。

在進(jìn)行煤粉輸送管道沖蝕失效分析和壽命預(yù)測時(shí)，不僅需要考慮管道剩余強(qiáng)度等自身結(jié)構(gòu)參數(shù)，還需要將煤粉沖蝕過程這一“隨機(jī)激勵(lì)”納入其中。

近日，河南理工大學(xué)張進(jìn)春教授團(tuán)隊(duì)聯(lián)合中國礦業(yè)大學(xué)科研人員在綜合考慮了管徑、壁厚、屈服強(qiáng)度等煤粉輸送管道的結(jié)構(gòu)參數(shù)，和管道內(nèi)壓、沖蝕磨損深度、長度及其速率等沖蝕隨機(jī)“激勵(lì)”因素的前提下，運(yùn)用面向隨機(jī)動(dòng)力系統(tǒng)的“首次穿越模型”構(gòu)建了粉煤氣化輸送管道的失效概率模型和剩余壽命預(yù)測的方法。

研究應(yīng)用FLUENT仿真平臺(tái)構(gòu)建粉煤氣化管道沖蝕的仿真模型，通過不同沖蝕磨損長度、深度、速率、管徑、管道壓力和屈服強(qiáng)度等影響因素對(duì)管道失效概率進(jìn)行概率敏感性分析，研究確定了影響管道壽命的因素，并最終對(duì)管道的剩余壽命進(jìn)行了預(yù)測。

結(jié)果表明：不考慮設(shè)備維修的情況下，針對(duì)本研究的煤氣化粉煤輸送管道，其安全使用壽命為40年左右。在管道投入使用20-40年之后各種影響管道壽命因素的綜合作用開始顯現(xiàn)，管道的失效概率呈現(xiàn)明顯上升的趨勢。其中，沖蝕管道參數(shù)Vd=0.2mm/y或VL=8.0mm/y條件需作為管道的重點(diǎn)維修指標(biāo)。

較大的管徑體現(xiàn)出較好的抗沖蝕性能，管道壓力也是影響管道失效評(píng)定的重要因素。在管道的日常檢修維護(hù)中，管道的沖蝕參數(shù)應(yīng)當(dāng)作為優(yōu)先考慮指標(biāo)進(jìn)行重點(diǎn)維護(hù)，以提升管道的預(yù)期使用壽命。

這項(xiàng)研究得到了國家自然科學(xué)基金的資金支持，成果于8月10日以《基于“首次穿越模型”的粉煤氣化輸送管道壽命預(yù)測》為題（點(diǎn)擊“閱讀原文”查看）在《煤炭學(xué)報(bào)》進(jìn)行了網(wǎng)絡(luò)首發(fā)。