بررسی تاثیر زاویه مشعل صنعتی بر پروفایل شعله از طریق CFD

امروزه افت شدید قیمت نفت خام و بحران های اقتصادی، و شرایط حاد ایجاد شده ناشی از بیماری کرونا بزرگترین موانع در مسیر شرکت های پالایشی جهت حل مسائل موازنه اقتصادی گردیده است. در همین راستا پالایشگاهها به استفاده از نفت های خام سنگین تر و ارزانتر روی آورده که این امر منجر به سنگین تر شدن خوراک واحدهای FCC و RFCC و همچنین بالاتر رفتن میزان گوگرد محصولات آن و حادتر شدن شرایط زیست محیطی پالایشگاه ها گردیده است. از سوی دیگر یکی از مسائل پیش روی پالایشگاه ها مساله مدیریت انرژی جهت کاهش هزینه ای جاری (OPEX)می باشد. در همین راستا بهبود شرایط دیگ بخار احتراق مونواکسید کربن در واحد RFCC که یک تجهیز مهم پالایشگاهی است در این مقاله مورد بررسی قرار گرفته است. داخل محفظه احتراق آن چندین بار دچار آسیب شده است، برای حل این مشکل ایده تغییر زاویه اختلاط هوا و سوخت با استفاده از دینامیک سیالات محاسباتی (CFD) در این مقاله مورد بررسی قرار گرفته است. آزمون استقلال نتایج حل از تعداد نقاط شبکه نیز انجام شد و 6,17 میلیون نقطه برای این مدلسازی در نظر گرفته شد. در ادامه با گام های 45 درجه برای 8 حالت مختلف ، همه زوایای مشعل امتحان شد و پروفایل سرعت و حرارت به دست آمد. نتایج نشان میداد که زوایا دو به دو نتایج یکسانی دارند، اثر تغییر زاویه اختلاط در مشعل روی دمای دیواره و هیدرولیک و سینتیک واکنشها دراطراف مشعل و در طول 20 متری محفظه احتراق بررسی شد، اگر چه تغییرات دمای دیواره زیاد نبود ولی اطراف مشعل تغییرات شدیدی مشاهده گردید، در نیمه مسیر محفطه احتراق با شبیه سازی ها اثر برخورد شعله به دیواره اطراف مشعل مشاهده شد که با مشاهدات عینی تخریب دیواره ها همخوانی دارد. در نهایت با بررسی کلیه جوانب زاویه بهینه 90 و 135 تعیین شد.

کلیدواژه ها:

شبیه سازی صنعتی ، دیگ بخار مونواکسید کربن ، مشعل ، احتراق ، CFD ، CFX