基于实验和CFD模拟的煤气化黑水处理系统管道失效分析

• 作者: 乔小溪 单斌 赵元琪 陈平
• 来源期刊: 表面技术
• 学科: 工学
• 关键词: 黑水处理系统 管道失效 CFD 腐蚀 冲蚀
• 年，卷（期）: 2019,（12）
• 所属期刊栏目: 表面失效与防护
• 页码范围: 247-256
• 页数: 10页
• 分类号: TG172
• 字数: 3789字
• 语种: 中文
• DOI: 10.16490/j.cnki.issn.1001-3660.2019.12.030

摘要

目的 分析煤气化黑水处理系统管道的失效行为,明确失效特征,分析失效机理及影响因素,指导弯管的失效预防,延长其服役寿命.方法 采用扫描电子显微镜(SEM)对管道进行微观形貌检测,并采用能量色散谱(EDS)和X射线衍射(XRD)对腐蚀产物进行检测分析,最后通过计算流体动力学(CFD)仿真分析其流场情况.结果 失效管道内壁面有着明显的流水冲蚀形貌,且布满小凹坑及疏松多孔的褐色腐蚀产物.EDS结果显示,腐蚀产物主要由Fe、S和O元素构成,XRD进一步测得腐蚀产物多为FeS、Fe3O4及FeO等.CFD仿真结果与实际失效工况吻合,二次流、粒径、速度以及斯托克斯数的变化对固体颗粒运动轨迹影响较大,并进一步影响管道冲蚀的高危区位置.结论 管道失效的主要原因是黑水中的H2S腐蚀和煤粉颗粒冲蚀的耦合作用,其弯管区域外拱出口位置和下游水平管底部位置为主要高危区,同时管道高危区位置受多种因素影响,相应部位要提前做好预防准备,实际工况中适当减小流速可以实现一定减磨防护作用.

作者信息

序号	姓名	单位	发文数	被引次数	H指数	G指数
1	陈平	北京科技大学机械工程学院	38	179	7.0	11.0
2	乔小溪	北京科技大学机械工程学院	4	4	1.0	2.0
3	单斌	北京科技大学机械工程学院	2	0	0.0	0.0
4	赵元琪		1	0	0.0	0.0