基于“首次穿越模型”的粉煤气化输送管道寿命预测

张进春，李昭乾，牛国庆，侯锦秀

(1.河南理工大学 工商管理学院，河南 焦作 454000；2.中国矿业大学(北京) 应急管理与安全工程学院，北京 100083；3.河南理工大学 安全科学与工程学院，河南 焦作 454000)

粉煤气化的进料系统普遍利用管道进行气力密相输送，煤粉在管道内由高压惰性载气携带进入气化炉与蒸汽、氧气等气化剂进行气化反应[1]。作为气力密相输送这一重要炉前系统的基础装备，输送管道的完整性与可靠性对保障煤粉输送的稳定性及后续气化炉的安全平稳运行极为重要。实际运行过程中，高压载气携带的煤粉颗粒对输送管道的长期持续撞击造成管道内壁的冲蚀磨损，导致管壁不断减薄，管道承压能力持续下降，后期严重时甚至穿孔泄露，造成停车或其他安全事故。因此开展粉煤气化输送管道冲蚀失效的时变概率分析以及管道剩余寿命预测研究，可为管道维护或更替提供及时准确的决策参考，这对加强煤粉输送系统的完整性管理十分必要，对保障气化生产的安全平稳运行意义重大。

管道冲蚀失效现象广泛存在于各类输送流体的工程场景中。多年来国内外专家学者围绕管道冲蚀失效的概率分析和管道剩余寿命预测开展了诸多研究。早期人们依据含缺陷管道当前时刻的特征参数对管道的失效可能性和剩余寿命进行评估，如KIEFNER等[2]以及VERITAS[3]均是以当前剩余强度或缺陷形状预估管道失效的可能性和剩余寿命。早期研究没有考虑管道剩余强度的随机时变特性，是一种静态确定性分析，预测的精度与可信性较低。……