[发明专利]一种预测下行床快速热解炉辐射管磨损速率的方法

权利要求书

1.一种预测热解炉辐射管磨损速率的方法，该方法包括以下步骤：

1)采用三维设计软件对煤粉热解炉装置进行1:1的几何建模；

2)采用MP-PIC方法对构建的热解炉几何模型进行网格划分，设置初始化流场和边界条件，计算每个空间微元体的守恒方程；

3)采用MP-PIC方法模拟不同操作工况下的热解炉内热解化学反应过程，提取瞬时颗粒速度以及冲蚀角度；

4)采用磨损模型计算辐射管的瞬时磨损速率，并将所述瞬时颗粒速度、冲蚀角度、磨损速率等工艺参数作为基础数据；

5)采用神经网络对所述基础数据进行训练，得到磨损速率模型；

6)根据所述磨损速率模型，预测磨损速率，获得瞬时磨损量。

2.根据权利要求1所述的预测热解炉辐射管磨损速率的方法，其特征在于，所述步骤2)中的初始化流场和边界条件是根据热解炉操作条件以及相关物理性质来设置；

所述相关物理性质包括：颗粒粒径、颗粒密度、流体性质、反应温度、颗粒进料量。

3.根据权利要求1所述的预测热解炉辐射管磨损速率的方法，其特征在于，所述步骤3)中模拟时间为100s，

优选地，提取10-100s之间的瞬时颗粒速度以及冲蚀角度。

4.根据权利要求1所述的预测热解炉辐射管磨损速率的方法，其特征在于，所述步骤4)中的磨损速率模型的计算公式为：

e r = K f ( θ ) ( u r e l u r e f ) n ]]>

式中，e_r为磨损速率；K为材料相关参数；f(θ)为粒子冲击函数；θ取值为(0，π/2)，单位为弧度；u_rel为粒子与壁面间的相对速度，u_ref为颗粒参考速度常数；n为指数。

5.根据权利要求4所述的预测热解炉辐射管磨损速率的方法，其特征在于，所述f(θ)的计算公式为：

f(θ)＝Aθ+Bθ²+Cθ³+Dθ⁴+Eθ⁵+Fθ⁶+Gθ⁷+Hθ⁸

式中，A、B、C、D、E、F、G、H为常数。

6.根据权利要求4所述的预测热解炉辐射管磨损速率的方法，其特征在于，所述u_rel的计算公式为：

u_rel＝u_s-u_wall

式中，u_s为颗粒速度；u_wall为壁面速度。