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

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

近日，河南理工大學張進春教授團隊聯(lián)合中國礦業(yè)大學科研人員在綜合考慮了管徑、壁厚、屈服強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“激勵”因素的前提下，運用面向隨機動力系統(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測的方法。

研究應用FLUENT仿真平臺構(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、管道壓力和屈服強度等影響因素對管道失效概率進行概率敏感性分析，研究確定了影響管道壽命的因素，并最終對管道的剩余壽命進行了預測。

結(jié)果表明：不考慮設(shè)備維修的情況下，針對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維修指標。

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定的重要因素。在管道的日常檢修維護中，管道的沖蝕參數(shù)應當作為優(yōu)先考慮指標進行重點維護，以提升管道的預期使用壽命。

這項研究得到了國家自然科學基金的資金支持，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測》為題（點擊“閱讀原文”查看）在《煤炭學報》進行了網(wǎng)絡首發(fā)。