مدلسازی کنترل فرآیند احتراق در بویلر به منظور جلوگیری از گسیختگی لوله های سوپرهیتر

در این نوشتار یک بویلر ۳۲۰مگاواتی با ابعاد واقعی به همراه فضای محفظه احتراق، ۱۶عدد مشعل و لوله های سوپرهیتر پلاتن شبیه سازی شد. بدین منظور فرآیند احتراق، حرکت سیال و محصولات احتراق، انواع انتقال حرارت حاکم بر جریان و میزان آلایندگی ناشی از احتراق مورد توجه قرار گرفتند. سپس با توجه به انواع تخریبهای محتمل در یک بویلر، گسیختگیهای ناشی از اورهیت کوتاه مدت یا بلند مدت، در بویلر مذکور بررسی شدند. در این راستا لوله های سوپرهیتر پلاتن به عنوان نزدیکترین دسته از لوله های سوپرهیتر به مشعلها، انتخاب شدند. در پایان شبیه سازی اولیه، نواحی بحرانی لوله های سوپرهیتر پلاتن به لحاظ اورهیت شدن مورد شناسایی قرار گرفتند. به گونه ای که افزایش دمای ۹۶درجه ای برای زانوییهای انتهایی لوله های بلند و افزایش دمای ۵۷ درجه ای برای زانوییهای انتهایی لوله های متوسط گزارش شد. بررسی آلاینده هایی همچون NOx در بویلر شبیه سازی شده نیز ناحیه قرارگیری لوله های سوپرهیتر پلاتن را ناحیه ای پرخطر برای ایجاد خوردگیهای شیمیایی معرفی نمود. برای رفع این مشکلات دو رویکرد کنترل فرآیند احتراق با کمک تغییر در زاویه مشعلها و جلوگیری از اورهیت شدن لوله های سوپرهیتر با استفاده از روش جدید سپرهای تشعشعی، در سر لوحه کار این پژوهش قرار گرفتند. بگونه ای که نتایج بدست آمده به ترتیب کاهش ۸۹ درجه ای و ۶۴درجه ای را در زانوییهای انتهایی لوله های بلند و متوسط ارائه دادند.

Keywords:

بویلر , سوپرهیتر پلاتن , احتراق , سپرهای تشعشعی , آلاینده های احتراق