شبيه سازي سه بعدي احتراق پودر زغال در دهانه لوله دمش كوره بلند در ذوب آهن اصفهان

Three-dimensional simulation of the pulverized coal combustion inside tuyere of a blast furnace in Esfahan Steel Company

در كار حاضر به شبيه سازي سه بعدي احتراق پودر زغال در دهانه لوله دمش كوره بلند در كارخانه ذوب آهن اصفهان در حالت پايا پرداخته شده است و اثر پارامترهاي دمش شامل درصد اكسيژن در هواي دم و دماي هواي دم در خروجي لوله دمش بررسي شده است. استفاده از سوخت هاي كمكي در كوره بلند به منظور افزايش بهره وري، كاهش هزينه هاي توليد و بالابردن راندمان در اكثر نقاط دنيا در صنايع فولادسازي استفاده مي شود. در حالت اول، شبيه سازي بدون حضور پودر زغال انجام گرفته است و فقط گاز طبيعي به عنوان سوخت در نظر گرفته شده است. در حالت دوم، گاز طبيعي حذف شده و رفتار پودر زغال به تنهايي در دهانه لوله دمش شبيه سازي شده است. مدل احتراقي مورد استفاده براي دو حالت فوق، مدل احتراق غير پيش آميخته مي باشد. در حالت سوم، احتراق تركيب سوخت هاي گاز طبيعي و پودر زغال در دهانه لوله دمش با استفاده از مدل احتراق اتلاف ادي شبيه سازي شده است. نتايج نشان مي دهد كه افزايش درصد اكسيژن و دماي هواي دم در هر سه حالت، افزايش دما و سرعت در خروجي لوله دمش را نتيجه مي دهد. براي مدل سازي جريان آشفته از مدل استاندارد k-ε و براي انتقال حرارت تشعشعي ناشي از گازهاي داغ، از مدل DO استفاده شده است.

In the present study, a steady state three-dimensional simulation of the pulverized coal combustion inside tuyere of a blast furnace in presence of natural gas in Esfahan Steel Company has been investigated and the effects of the blast air parameters, such as the oxygen percentage and temperature of the blast air at the outlet of the tuyere has been investigated. Auxiliary fuels in the blast furnace are used to increase productivity, reduce production costs and increase efficiency in the steel industry. In the first case, the simulation is carried out without the pulverized coal and only natural gas was considered. In the second case, the gas is removed and the combustion behavior of pulverized coal is simulated. The combustion model used for these cases is non-premixed combustion. In the third case, combustion behavior of natural gas and pulverized coal together is simulated using the eddy dissipation model. The results show that increasing the oxygen content and the blast air temperature increases the maximum temperature and maximum velocity at the outlet. The standard model is used for turbulence and the DO radiation model solves the radiative heat transfer equation.