مدل‌سازی عددی بویلر نیروگاه توس به‌منظور امکان‌سنجی افزایش راندمان

علوم کاربردی و محاسباتی در مکانیک

مقاله 8، دوره 27، شماره 1 - شماره پیاپی 13، اسفند 1394، صفحه 117-134   

نوع مقاله: مقاله پژوهشی

شناسه دیجیتال (DOI): 10.22067/fum-mech.v27i1.33062

نویسندگان

مرتضی عنبرسوز^{* 1}؛ محمد پسندیده فرد²؛ ناصر شاله³

¹دانشگاه مهندسی فناوریهای نوین قوچان

²دانشگاه فردوسی مشهد

³شرکت مدیریت تولید برق مشهد

چکیده

در این مقاله، به‌منظور امکان سنجی افزایش راندمان و کاهش تولید آلاینده ها، بویلر نیروگاه توس مشهد با استفاده از شبیه سازی رایانه ای مورد بررسی قرار گرفته است. برای این منظور، ابتدا وضعیت فعلی بویلر نیروگاه با سوخت مازوت شبیه‌سازی شده و نتایج عددی با نتایج اندازه گیری های تجربی موجود در نیروگاه مقایسه گردیده اند که تطابق خوبی بین آنها مشاهده شده است. سپس اثر پارامترهای مختلف از جمله قطر ذرات سوخت پاشش شده، دبی هوای ورودی و جهات چرخش هوای ورودی از مشعل های بویلر بر راندمان حرارتی و میزان تولید آلاینده های اکسیدهای ازت (ناکس) و دوده بررسی شده است. آرایش مناسبی برای چرخش هوای ورودی از 9 مشعل نیروگاه با استفاده از شبیه سازی عددی معرفی شده است که باعث افزایش راندمان و عمر بویلر خواهد شد.

کلیدواژه‌ها

نیروگاه حرارتی؛ قطر قطرات سوخت؛ آلاینده، راندمان؛ جهت چرخش

مراجع

1. PSL Co. web site at: "http://www.psl.bc.ca", visited at 24th Feb. 2014.

2. Cousin, J. and Ren, W.M., "Recent Developments in Simulations of Internal Flows", Oil & Gas Science and Technology, Vol. 54, pp. 227-231, (1999).

3. Chui, E., Runstedtler, A., Majeski, A., Leach, I. and Macfadyen, N., "Modeling of a Natural Gas-Fired Utility Boiler", Proceedings of Combustion Canada Conference, Vancouver, Canada, (2003).

4. BIOS Co. web site at: "http://www.bios-bioenergy.at/en/".

5. Chaney, J., Liu, H. and Li, J., "An overview of CFD modelling of small-scale fixed-bed biomass pellet boiler with preliminary results from a simplified approach", Energy Conversion and Management, Vol. 63, pp. 149–156, (2012).

6. Zhang, X., Zhou, J., Sun, S., Sun, R. and Qin, M., "Numerical investigation of low NOx combustion strategies in tangentially-fired coal boilers", Fuel, Vol. 142, pp. 215–221, (2015).

7. Liu, G., Chen, Z., Li, Z., Li, G. and Zong, Q., "Numerical simulations of flow, combustion characteristics, and NOx emission for down-fired boiler with different arch-supplied over-fire air ratios", Applied Thermal Engineering, Vol. 75, pp. 1034-1045, (2015).

8. FLUENT 6.3., User's Guide, Fluent Inc., (2006).

9. Tesner, P.A., Tsygankova, E.I., Guilazetdinov, L.P., Zuyev, V.P. and Loshakova, G.V., "The formation of soot from aromatic hydrocarbons in diffusion flames of hydrocarbon-hydrogen mixtures", Journal of Combustion and Flame, Vol. 17, pp. 279-285, (1971).

10. Skjoth-Rasmussen, M.S., Glarborg Ostberg Beltrame, P.A., Porshnev, P., Merchan, M.W., Saveliev, A., Fridman, A., Kennedy, L.A., Petrova, O., Zhdnok, S., Amouri, F. and Charon, O., "Soot and NO formation in methane–oxygen enriched diffusion flames", Journal of Combustion and Flame,

Vol. 124, pp. 295–310, (2001).

11. Semibo, V., Andrade, P. and Carvalho, M.D.G., "Spray characterization: numerical prediction of Sauter mean diameter and droplet size distribution", Fuel, Vol. 75, No. 15, pp. 1707-1714, (1996).