稀相气固两相流管道磨损预测方法研究

摘要

本文针对引进UOP专利的连续重整装置催化剂氢气提升管的磨损案例,采用数值模拟方法,研究催化剂颗粒为稀相的气固两相流引起的管道系统冲刷磨损机理及失效影响因素。在计算流体力学软件平台上,气相按连续介质处理,颗粒相采用离散相模型,对气、固两相分别采用欧拉方法和拉格朗日方法求解管道内壁的非稳态气固两相流场,实现固体颗粒对管壁冲刷磨损的定量计算,获得管壁相对磨损速率的分布规律。结合管道实际测厚数据,验证了计算模型的准确性,并将相对磨损速率修正为实际磨损速率。研究表明：气固两相流的磨损主要与颗粒团聚和冲击速率有关,磨损集中在管道的特定区域。该方法可应用于气固两相流管道冲刷磨损失效预测、在役测厚定点与监控定位、寿命预测与结构优化等。