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随着全球气候变暖,CO2的减排逐渐成为各国政府关心的重要问题。目前,CCUS(Carbon Capture,Utilization and Storage)技术采用管道将CO2输送至原油开采地用于驱油,或将其封存起来,是解决温室效应的有效方法。弯管是管道运输CO2过程中必不可少的管件,很容易受到腐蚀性流体的冲刷破坏。根据相关文献调研,对管道弯管处冲蚀失效原因进行分析,确定了超临界CO2输送管道弯管处冲蚀的主要影响因素为管道操作工艺参数和弯管几何参数,采用FLUENT流场分析软件和COMSOL多物理场耦合软件,结合实验研究,以陕北400万吨/年CCUS项目工艺参数为基础,对超临界CO2输送管道弯管处冲蚀行为进行模拟,得到了超临界CO2输送管道弯管处冲蚀腐蚀机理并提出了相应的防腐蚀建议。通过采用FLUENT流场分析软件,模拟随着弯管的入口流速、曲率半径、弯曲角度变化,弯管内部湍动能和壁面剪切力的变化对弯管处的冲蚀影响,确定湍动能和壁面剪切力对弯管造成最大冲蚀影响的位置。在弯管中含有CO2固体水合物的情况下,模拟了不同入口流速、曲率半径、弯曲角度下,CO2固体水合物对弯管的冲蚀,得到了弯管处最大冲蚀速率和最大冲蚀速率产生的位置。对不同的入口流速、曲率半径对超临界CO2输送管道弯管处的空穴发生进行了数值模拟,得到了随着入口流速、曲率半径变化,弯管处空穴发生的位置变化规律。采用COMSOL多物理场耦合软件结合实验研究,针对超临界CO2输送管道内部含有较大含水量的情况下的腐蚀速率进行模拟,得到了弯管中在超临界CO2流体流动情况下产生电化学腐蚀的最大腐蚀速率的位置。通过以上四种模拟结果,分析得到了超临界CO2输送管道弯管处的容易发生冲蚀破坏的位置和主要影响因素。在含水量比较小的情况下,超临界CO2管道弯管的破坏以冲蚀为主,发生在弯管的外侧内壁面,在含水量达到一定程度时,弯管的破坏以电化学腐蚀为主,发生在弯管的内侧内壁面。根据数值模拟结合实验研究得出:设置弯管曲率半径1.5D,弯曲角度110°,入口流速2m/s,控制含水量小于21000ppmv,避免CO2固体水合物产生,为减小超临界CO2输送管道弯管处冲蚀破坏的最佳防腐蚀方案。