Pizhūhish-i Naft (Jul 2017)
شبیه‌سازی دینامیک سیالات محاسباتی و تحلیل همزمان اکسرژی بویلر فایرتیوب
Abstract
در این مطالعه، یکی از بویلرهای شرکت نفت فلات قاره ایران در جزیره خارک) درود 3، واحد بویلر) مورد تحلیل همزمان دینامیک سیالات محاسباتی و اکسرژی قرار گرفته است. بویلر مورد نظر از نوع فایر تیوب و به قطر 1360 و طول mm 5980 و سه گذر لوله می‌باشد. هندسه مورد نظر در نرم‌افزار SolidWork رسم شده است و در نرم‌افزار Fluent معادلات آن حل گردیده است. علاوه بر معادلات ممنتم، از معادلات انرژی و احتراق برای مدل مورد نظر استفاده شده است. فضای محاسباتی شامل مشعل، کوره، محفظه برگشت گازهای داغ در انتهای کوره‌ها، دسته لوله‌های پاس دوم، محفظه برگشت گازهای داغ از روی سوپر هیتر به سمت دسته لوله‌های پاس سوم و در نهایت خروجی دودکش است. توزیع دما، فشار، توزیع سرعت در بویلر و همچنین توزیع غلضت اجزای تولید شده از فرآیند احتراق به‌دست آورده شده است. نتایج شبیه‌سازی با داده‌های تجربی تطابق خوبی را نشان می‌دهد. نتایج نشان می‌دهد که ناحیه بیشینه میزان کسر جرمی NO منطبق با ناحیه بیشینه دمای تشکیل شده در قسمت کوره می‌باشد. آلوده‌کننده NO در بخش شعله بیشینه بوده و با انتقال حرارت از کوره و کاهش دمای گاز در انتهای کوره، کاهش می‌یابد. در ادامه به تحلیل اکسرژی به منظور امکان‌سنجی بهینه‌سازی بویلر پرداخته شده است. نتایج تحلیل اکسرژی با مقادیر عملیاتی برای شار حرارت تولیدی توسط سوخت گاز آورده شده و درصد خطا محاسبه گردیده است. نتایج نشان می‌دهد با افزایش دمای سوخت به C°160، نرخ انتقال حرارت تابشی کوره افزایش‌یافته و دمای شعله و به دنبال آن آلوده‌کننده NO نیز کاهش می‌یابد.
Keywords
