CFD UPORABA V PRAKTIČNIH SIMULACIJAH VEČFAZNEGA REAKTIVNEGA TOKA INDUSTRIJSKIH “SWIRLFLAME” GORILNIKIH

Povzetek

Ta članek se osredotoča na raziskavo ne-predmešanega zgorevanja, emisije ogljikovega monoksida ter geometrijo plamena z uporabo dveh v osnovi različnih gorilniških izvedb. Izvedba NR ter 1SF (“swirlflame”) na dveh neodvisnih toplotnih kapacitetah (18MW in 22 MW) ter dveh vrstah goriva (KOEL, zemeljski plin). Rezultati simulacije kažejo, da je z uporabo vrtinčne tehnologije mogoče skoraj popolnoma odpraviti nestabilnosti pri tvorbi plamena. Visoka energija mešanja povečuje reaktivnost mešane faze tako z uporabo KOEL kot ob delovanju na zemeljski plin. Z dvigom vrtinčnega indeksa sekundarnega vpiha zraka se poveča premer plamena, hkrati pa tudi intenzivnost interne recirkulacije dimnih plinov. Plamen je tako krajši in širši. Možnost uporabe gorilnika 1SF na različnih kuriščih je v tesni povezavi s stabilizacijo plamena in emisijami dimnih plinov, saj je informacija o prisotnosti plamena (tudi nevidnega dela) vezana na spremenljivo emisijo CO po celotnem plamenskem področju (plamen je prisoten dokler še poteka oksidacija). Z uporabo vrtinčne tehnologije je mogoče brez izgube stabilnosti plamen skrajšati za ca. 55%. Hkrati s povečanim vrtinčnim učinkom pa se poveča tudi stopnja recirkulacije dimnih plinov v jedro plamena, kar močno vpliva na zmanjšanje nastanka termičnih dušikovih oksidov (NOx).