دراسة تأثير الديناميكية الهوائية على أداء الحراقات الدوامية لمراجل محطة القوى في شركة مصفاة حمص

اسم الباحث:علاء حسن نوفل

عنوان البحث:

دراسة تأثير الديناميكية الهوائية على أداء الحراقات الدوامية لمراجل محطة القوى في شركة مصفاة حمص

عنوان البحث باللغة الانكليزية :

Studying the aerodynamics effect on the performance of the Swirls burners of the power plant boilers in Homs Refinery Company

اسم المشرف :د.م إياد دبورا-أ.د.م هيثم حسن

العام:2022

القسم: هندسة القوى الميكانيكية

الملخص:

تم إجراء دراسة عددية لعملية احتراق الغاز الطبيعي في حراق دوامي باستخدام ديناميك الموائع الحسابي (CFD)، وذلك من أجل التحقق من تأثير الديناميكية الهوائية على أداء هذا الحراق من حيث التوزع الحراري وانبعاث الملوثات مثل ( )، حيث تم دراسة ثلاثة متغيرات، أولاً: زاوية شفرات الهواء الرئيسي، حيث تم تغيير زاوية الشفرات إلى ثلاثة زوايا مختلفة ( ) عن الزاوية التصميمة للحراق ( )، ثانياً: درجة حرارة هواء الاحتراق، حيث تم دراسة درجتين مختلفتين ( ) عن درجة الحرارة التصميمية ( )، ثالثاً: عامل زيادة الهواء، حيث تم دراسة سبعة قيم مختلفة ) (  عن عامل زيادة الهواء التصميمي ( )، وأخيراً تم دراسة المتغيرات الأفضل مع بعضها بحالة واحدة أي (أفضل زاوية مع أفضل درجة حرارة مع أفضل عامل زيادة هواء). إذ تم إجراء عملية المحاكاة باستخدام الكود (ANSYS Fluent).

وأظهرت النتائج أن لزاوية شفرات الهواء الرئيسي تأثير كبير على شكل اللهب، حيث مع زيادة زاوية الشفرات يزداد قطر اللهب بالاتجاه الشعاعي وينخفض الطول المحوري لهُ، وذلك يساعد على إتمام عملية الاحتراق وإمكانية امتصاص جدران حجرة الاحتراق أكبر كمية من الحرارة، وكما وجد مع زيادة زاوية الشفرات تنخفض انبعاثات  وتزداد انبعاثات  وكما تزداد انبعاثات أكاسيد النتروجين عند مخرج حجرة الاحتراق. وأظهرت نتائج دراسة تأثير درجة حرارة هواء الاحتراق، أنه كلما ارتفعت درجة الحرارة كانت عملية الاحتراق تتم بشكل أفضل، مع ملاحظة زيادة نسبة انبعاثات أكاسيد النتروجين بشكل كبير مع زيادة درجة حرارة هواء الاحتراق. وأظهرت نتائج تأثير عامل زيادة الهواء أنه مع ارتفاع عامل زيادة الهواء من (1) إلى (1.03) تزداد درجة حرارة اللهب ودرجة حرارة جدران حجرة الاحتراق، وكما تزداد نسبة انبعاثات  وتنخفض نسبة انبعاثات أكاسيد النتروجين، ولكن لوحظ مع استمرار ارتفاع عامل زيادة الهواء أكثر من ذلك سيؤدي ذلك إلى انخفاض درجة حرارة اللهب وانخفاض نسبة انبعاثات ، وارتفاع نسبة انبعاثات أكاسيد النتروجين، وبشكل مختلف وجد أنه مع ارتفاع عامل زيادة الهواء تنخفض معهُ نسبة انبعاثات . وكما وجد أن أفضل نتائج تتحقق مع الحالة النهائية، أي عند تطبيق الزاوية ( ) لشفرات الهواء الرئيسي، مع درجة حرارة هواء الاحتراق ( )، مع عامل زيادة (1.03)، وذلك لأنها حققت أفضل أداء حراري وأفضل عملية احتراق داخل حجرة الاحتراق.

الكلمات المفتاحية:

حراقات دوامية

نمذجة و محاكاة

عامل زيادة الهواء

احتراق غاز طبيعي

التحميل