شبيه‌سازي ديناميك سيالات محاسباتي و تحليل همزمان اگزرژي كوره واحد 104 شركت پالايش گاز پارسيان به منظور كاهش تلفات حرارتي و بهينه‌سازي مصرف سوخت

CFD simulation and simultaneous exergy analysis of parsian gas refinery 104 unit furnace in order to decreasing thermal wastes and fuel consumption optimizaion

در پژوهش حاضر، به شبيه­سازي ديناميك سيالات محاسباتي و تحليل اگزرژي كوره واحد 104 پالايشگاه پارسيان به منظور كاهش تلفات حرارتي و بهينه­سازي مصرف سوخت پرداخته شده است. كوره داراي شش مشعل، ارتفاع 29 متر و قطر 35/5 متر در محفظه احتراق بوده و به منظور گرمايش گاز طبيعي و احيا مواد جاذب رطوبت استفاده مي­شود. شبيه­سازي با استفاده از مدل احتراقي species transport به همراه آشفتگي و تابش صورت گرفت. جهت صحت سنجي، نتايج عددي با داده­هاي تجربي مورد بررسي قرار گرفته و مقايسه آن­ها، بيانگر تطابق خوبي بين آن­ها بوده و بيشترين خطاي نسبي 91/3 درصد آمد. سپس، به بررسي تاثير كاهش درصد هواي اضافي و پيش گرمايش آن پرداخته شد. نتايج حاصل نشان مي­دهند كه كاهش درصد هواي اضافي از 20 به 5، منجر به كاهش تلفات به مقدار 28درصد و پيش گرمايش هواي ورودي احتراق از دماي 15/308 كلوين به 15/458، منجر به كاهش تلفات به مقدار 20 درصد مي­شود. در شرايط بهينه عملكردي كوره، راندمان اگزرژي آن از 20 درصد به 34/31 درصد و راندمان حرارتي از 11/71 درصد به 9/78 درصد افزايش مي­يابد.

In the present paper, CFD simulation and simultaneous exergy analysis of parsian gas refinery 104 unit furnace is done in order to decrease thermal wastes and fuel consumption optimization. This furnace has six burner, 29 meter height and 5.35 meter diameter in the combustion chamber and using in order to heat natural gas and refresh the molecular screening. Simulations were performed using species transport model in combustion with turbulence and radiation. Numerical results have been compared with experimental data and a good agreement has been seen between these results and the maximum relative error is 3.91%. Numerical results show that decreasing excess air from 20% to 5%, leading to decrease 28% of outlet thermal wastes and preheating the combustion air temperature from 308.15 kelvin to 458.15 kelvin, leading to decrease 20% of outlet thermal wastes. In the optimum operation of furnace, it’s exergy efficiency increasing from 20% to 31.34% and it’s thermal efficiency increasing from 71.11% to 78.9%.