크래프트 복구 보일러

수치 모델링 예 - 크래프트 복구 보일러

상황

kraft프로세스 복구 보일러그 이름에서 알 수 있듯이, 제지 과정의 부산물 인 흑액에서 에너지와 화학 물질을 회수합니다. 공기 및 주류 전달 시스템은 보일러 성능 (용량, 신뢰성, 배출, 화학 물질 회복 및 에너지 효율성)에 영향을 미치는 몇 가지 복잡하고 상호 작용하는 연소 공정 (용광로 벽의 흑주 스프레이, 숯불 연소, 제련 흐름)을 제어합니다. 우수한 공기 제트 침투 및 2 차 및 3 차 공기의 효과적인 혼합은 완전한 연소 및 일산화탄소 (CO) 및 황화수소의 배출 감소에 바람직하다. 공기를 3 개 이상의 공기 주입 수준으로 분포하면 제련 감소 및 NOX 배출 감소에 바람직한 하부 용광로에서 연료가 풍부한 조건을 생성합니다. 용광로의 흐름 및 온도 균일 성은 무기 염의 이월을 최소화하고, 열 하중을 제공하며, 퍼니스 출구의 대류 표면에 대한 증착을 최소화합니다. 주류 스프레이의 균일 한 분포는 주류 스프레이, 최소 이월 및 안정적인 숯 침대 연소의 적절한 건조를 보장합니다.

분석

흑액에 대한 세부 연소 모델이 개발되었으며 CFD (Computational Fluid Dynamics) 모델링과 함께 사용됩니다. 흑액 연소는 개별 액 적을 가열하고 서스펜션으로 태울 때 시뮬레이션됩니다. 단일 궤적을 따른 연소 단계에는 건조, 탈량화, 숯 연소, 제련 산화 및 용융 소금 형성이 포함됩니다. 수천 개의 입자의 궤적은 다양한 액적 크기에 대한 퍼니스에서 주류 스프레이의 분포를 결정합니다. (그림 1 참조) 벽과 숯 침대의 연소 과정에는 입자 증착, 숯 연소, 제련 흐름 및 숯 축적이 시뮬레이션됩니다. 이러한 기능은 용광로의 연소 과정에 대한 공기 및 주류 전달 시스템의 영향을 평가하고 용광로를 떠나는 미립자의 양 및 조성을 예측하는 데 유용합니다..

그림. 1 회수 보일러의 하부 용광로의 주류 스프레이 분포.

결과

그림. 2는 용광로에서 가스 속도의 이소-서식을 보여줍니다. Iso-Surface는 지정된 필드 변수 (예 : 속도)가 동일한 값을 갖는 컴퓨터 생성 이미지입니다. 이 이미지는 에어 제트 침투와 인근 공기 포트에서 제트의 상호 작용을 시각화하는 데 도움이됩니다. 숯 침대 모양은 근사화되므로 하부 용광로의 흐름에 미치는 영향은 모델로 평가 될 수 있습니다. 이 공기 시스템 설계에서, 공기의 제트기는 각 공기 수준의 용광로를 가로 질러 침투하여 전체 퍼니스 단면에 대한 효과적인 커버리지를 위해 침투합니다. 이러한 제트의 배열은보다 균일 한 상향 흐름과 연소 가스와 효과적인 혼합을 생성합니다. 도 3에 도시 된 가스 속도 및 온도 분포 예측은 용광로 및 대류 통과의 흐름 분포 및 열 전달을 분석하는데 사용된다..

숯 침대 표면 온도 및 연소 속도, 가스 종 농도 (예 : O2, Co, Nox) 및 벽 열유속 분포와 같은 기타 정보도 생성됩니다. 결과는 보일러 설계자와 운영자가 공기 시스템 설계, 주류 스프레이 시스템, 주류 발사 용량, 숯 침대 침대 연소 불안정, 대류 통과 파울 링, 퍼니스 벽 부식 및 CO 및 NOX 배출을 평가하기 위해 사용됩니다. 표시된 결과는 B & W에서 개발 한 CFD 소프트웨어에 의해 만들어졌습니다.

그림. 복구 보일러의 하부 용광로에서 제트 침투를 묘사 한 2 개의 가스 속도 등.

그림. 3 가스 속도 벡터 (왼쪽) 및 온도 윤곽 (오른쪽) 회복 보일러의 중앙에 있습니다.