بررسي تاثير محل تزريق بخار بر مولفه هاي احتراقي برج سوزا پالايشگاه با استفاده از شبيه سازي CFD

اصفهان : دانشگاه صنعتي اصفهان

مهندسي شيمي

كارشناسي ارشد

شبيه سازي CFD در حالت سه بعدي تيپ برج سوزا كم فشار در مقياس صنعتي از نوع بخار كمكي پالايشگاه پارس جنوبي به منظور بررسي مشخصه¬هاي احتراقي و بررسي عوامل محيطي بر عملكرد آن در اين پايان نامه انجام شد. براي ايجاد هندسه دامنه محاسباتي تمام جزئيات هندسي برج سوزا شامل تجهيز gas seal، صفحه تثبيت كننده شعله و سپر باد در نظر گرفته شد. دراين پروژه از يك شبكه محاسباتي هيبريدي جهت ايجاد شبكه محاسباتي بهينه بهره گرفته شد. مدل¬هاي حاكم بر مسئله شامل هيدروديناميك، انتقال گرما، احتراق، تابش و اغتشاش مي¬باشد كه به صورت هم زمان و با تاثيرپذيري برهمكنش از يكديگر در نرم¬افزار تجاري Ansys Fluent توسعه يافت. مدل اغتشاشي دو معادله اي k- Ɛ جهت شبيه¬سازي رفتار سيال درهم و از مدل نرخ محدود/ اضمحلال گردابه¬اي براي محاسبه نرخ واكنش¬هاي احتراق استفاده شد. همچنين براي مدلسازي تابش نيز از مدل P1 استفاده گرديد. براي پيش¬بيني توليد دوده و NO_X به ترتيب از مدل¬هاي دو مرحله اي تنسر و مكانيسم هاي حرارتي و آني مكانيسم تشكيل دهنده NO_X بهره گرفته شد. اعتبار مدل محاسباتي توسعه يافته با پياده¬سازي آن براي يك برج سوزا آزمايشگاهي سنجيده و معتبرسازي شد. نتايج بدست آمده از مدل محاسباتي توسعه يافته شامل مشخصه¬هاي هيدروديناميكي، دما، غلظت گازهاي ارسالي به تيپ برج سوزا، محصولات حاصل از احتراق، بازده احتراق و نرخ تشكيل دوده و NO_X در كل دامنه محاسباتي برج سوزا در مقياس صنعتي مي¬باشد. تاثيرات تغيير محل و ميزان تزريق بخار در برج¬سوزا در دو حالت تزريق جانبي و تزريق مركزي بخار بر بازده احتراق و نيز توليد دوده و NO_X در سرعت هاي مختلف وزش باد بررسي شد. نتايج حاصل از شبيه سازي نشان مي دهد كه در هر دو حالت تزريق بخار با افزايش سرعت وزش باد، بازده احتراق كاهش مي¬يابد و نيز توليد دوده و NO_X افزايش مي¬يابد. همچنين با كاهش دبي بخار تزريقي به ميزان 30% نسبت به حالت اوليه تزريق بخار در حالت تزريق مركزي بخار برج سوزا عملكرد بهتري در مقايسه يا تززيق جانبي دارد و بازده احتراق در برج سوزا افزايش يافته در حالي كه ميزان دوده توليدي كاهش مي¬يابد و چنانچه دبي بخار به ميزان 30% افزايش مي¬يابد عملكرد برج سوزا در حالت تزريق جانبي بهتر بوده و ميزان توليد دوده كاهش يافته و بازده احتراق و NO_X توليدي افزايش مي¬يابد.

211516

پديده هاي انتقال

مهندسي شيمي

دانشگاه صنعتي اصفهان

محسن دوازده امامي

عليرضا خز علي، ايمان چيت ساز

ارجمند مهرباني، يعقوب بهجت