شبيه سازي عددي فرآيند احتراق در مشعل كوره آهك دوار افقي و بررسي بهبود شرايط فرآيندي

اصفهان : دانشگاه صنعتي اصفهان

مهندسي مكانيك

كارشناسي ارشد

چكيده اين پژوهش به بررسي رفتار يك كوره آهك دوار افقي در شرايط واقعي بهره¬برداري مي¬پردازد كه در آن تمامي پارامتر¬هاي موثر بر رفتار بهينه كوره توليد آهك كلسينه، ازجمله دما، شكل و طول شعله در مشعل، كانتورهاي توزيع كربن مونوكسيد در كوره، وكتورهاي سرعت گازهاي محوري و چرخشي همچنين هواي اوليه و ثانويه، مورد تحليل و بررسي قرار مي¬گيرند. يكي از موارد بسيار مهم كه ما را از شرايط حاكم بر كوره مطلع مي‌سازد، مميزي فرايندي كوره است. موارد فوق‌الذكر طي دو ماه متوالي يادداشت برداري و ثبت گرديده-است. ميزان آهك، سوخت و كيلوكالري مصرفي كوره، درصد كلسيناسيون، دانه¬بندي محصول قبل از سرند و تعيين موقعيت دقيق مشعل در كوره از مواردي هستند كه پيش از شروع شبيه¬سازي فرايند پخت و احتراق بايد مورد بررسي قرار گيرند. شبيه¬سازي¬هاي سيالاتي در نرم افزار Ansys Fluent 19.3 انجام شده است. در ابتدا شرايط فعلي كوره شبيه¬سازي شده و پارامتر¬هاي مهم نظير شكل و طول شعله و توزيع دما در كوره مورد بررسي قرار گرفته¬است، سپس با در نظر گرفتن چهار شرط اصلاحي و اعمال تغييرات در يك يا چند مورد از درصد دمپر هواي اوليه و ثانويه و فشار گاز¬هاي محوري و چرخشي شبيه¬سازي¬هاي سيالاتي مجدداً انجام شده است. هندسه‌ي مسئله در نرم¬افزار ساليدورك مدل¬سازي و در محيط Design Modeler نرم افزار انسيس ساده¬سازي شده است. پس از شبيه¬سازي حالت فعلي كوره، با اعمال تغييرات با چهار شرط مرزي متفاوت، مي¬توان نتايج شبيه¬سازي سيالاتي حالت فعلي و شرايط اصلاحي را با هم مقايسه كرد. پس از تحليل نتايج به دست آمده، داده¬هاي جديد جهت بهينه¬سازي بر روي كوره اعمال شده و پس از پايداري شرايط كوره مجدداً اندازه¬گيري¬هاي لازم انجام شده است. پس از بررسي و تحليل داده¬هاي مربوط به اندازه¬گيري نهايي، دستاوردهايي همچون: 1- بهبود شرايط و پارامترهاي بهره¬برداري 2- صرفه¬جويي در سوخت مصرفي كوره به ميزان m^3/year)) 1872000 (گاز طبيعي) 3- بهبود راندمان تجهيزات غبارگير و كاهش غلظت غبار ورودي به الكتروفيلتر به ميزان 46.43% نسبت به قبل از بهينه‌‌سازي 4- كاهش مصرف سوخت كوره 5- كاهش بار حرارتي كوره 6- كاهش مصارف انرژي الكتريكي (كاهش درصد دمپر فن مكنده به ميزان 5 الي 10 درصد) حاصل گرديده است.

227520

تبديل انرژي

فني مهندسي گلپايگان

دانشگاه صنعتي اصفهان