بررسی عددی اثر نسبت هم ارزی بر شار حرارتی و راندمان احتراق در مشعل گرمکن ایستگاه های تقلیل فشار گاز

یکی از مشکلات ایستگاه های تقلیل فشار گاز، مسدود شدن روزنه عبور گاز بر اثر کاهش دما در رگلاتور است. به منظورپیشگیری از این مشکل، گاز را قبل از کاهش فشار بوسیله گرمکن گرم می کنند. در این گرمکن ها، لوله های عبور گازطبیعی، سیال واسطه و لوله آتش برای عبور سیال داغ وجود دارند. سیال داغ که حاوی انرژی گرمایی بالا است، محصولات احتراق بوده که حاصل از واکنش مخلوط سوخت و هوا در مشعل اتمسفریک می باشند. حداکثر راندمان احتراق در این گرمکن هاLHV65% می باشد که این راندمان زمانی حاصل می شود که میزان سوخت و هوای اولیه در مشعل و میزان هوای ثانویه که از اطراف مشعل وارد لوله آتش می شود، تنظیم شده باشند. اما از آنجایی که تنظیم مخلوط سوخت و هوا در این ایستگاه ها بصورت دقیق و علمی انجام نمی شود، در اکثر مواقع راندمان احتراق در مشعل این گرمکن ها پاییناست. در این مطالعه با استفاده از شبیه سازی عددی، میزان شار حرارتی جذب شده توسط لوله آتش و راندمان احتراق مشعل در نسبت هم ارزی های مختلف بررسی شده اند. در این تحقیق به کمک نتایج بدست آمده، بهترین شرایط کارکردمشعل تعیین و درصد اختلاف شار حرارتی جذب شده توسط لوله آتش و راندمان احتراق مشعل با حالت های دیگر مقایسه شده است. با توجه به نتایج این مطالعه، با افزایش نسبت هم ارزی نهایی، ابتدا راندمان احتراق مشعل روندی افزایشی داشته و سپس کاهش می یابد. حداکثر راندمان حرارتی مشعل گرمکن در نسبت هم ارزی اولیه1/67و نسبت هم ارزی نهایی 1 رخ می دهد. این درحالی است که اگر نسبت هم ارزی اولیه مشعل برابر1/67و نسبت هم ارزی نهایی برابر1/2باشد، راندمان احتراق در مشعل گرمکن به میزان 10 درصد کمتر از حداکثر راندمان احتراق خواهد بود