شبیه سازی و مطالعه جریان هوا در بویلر بازیاب حرارتی در شرایط تخلیه سرد گازهای نسوخته باقیمانده.

چکیده در نیروگاه های سیکل ترکیبی قبل از راه اندازی بویلر بازیاب، بدلیل خورندگی گازهای نسوخته باقیمانده و جلوگیری از افت فشار در راه اندازی مجدد باید بویلر عاری از هرگونه گازهای نسوخته باشد. بدین منظور طبق استاندارد nfpa-85 بویلر باید توسط دود خروجی از توربین گاز با دمای حداقل 56 درجه سانتیگراد زیر دمای خود اشتعالی سوخت به مدت 5 دقیقه تخلیه گردد. اگر آخرین سوخت استفاده شده در توربین گاز، گازوییل باشد، با توجه به اینکه دمای خود اشتعالی گازوییل حدود 200 درجه سانتیگراد می باشد، بنابراین بویلر می بایست با هوای سرد خروجی از توربین گاز تخلیه گردد. در این حالت اگر بویلر قبل از راه اندازی گرم باشد از این رو هوای داخل بویلر نیز در شرایط دمای بالا بوده و ورود جریان هوای سرد از سمت توربین گاز که دانسیته بالاتری دارد فقط از ناحیه پایین بویلر عبور کرده و کیفیت تخلیه مناسب نخواهد بود. در هنگام انجام این عملیات ماکزیمم دما و فشار بویلر بازیاب به ترتیب برابر با250 درجه سانتیگراد و 10 بار مطلق بوده و دبی هوای سرد ورودی نیز برابر با70 کیلوگرم برثانیه و دمای 25 درجه سانتی گراد می باشد. در این پروژه ابتدا معادلات بقاء جرم، مومنتوم و انرژی با مدل تک فاز و شرایط مرزی حاکم بر اجزای مختلف بویلر بازیاب حرارتی در شرایط تخلیه گازهای نسوخته به کمک جریان هوای سرد (که به عمل cold purge مرسوم است) بیان شده است. سپس به منظور دستیابی به شناخت تقریبی از رفتار گذرای بویلر بازیاب حرارتی به شبیه سازی فرآیند مورد نظر به کمک نرم افزار گمبیت و فلوئنت پرداخته شده است. با انجام این شبیه سازی، به مطالعه جریان هوای سرد ورودی به داخل بویلر و تخلیه گازهای نسوخته باقیمانده درون آن پرداخته شده است. با استفاده از نتایج مدل سازی میدان جریان و دما، تاثیر عواملی نظیر تغییرات فشار درون بویلر بازیاب، میزان دبی هوای ورودی و افزایش زمان عملیات بر بهبود کیفیت عمل تخلیه مورد بررسی قرار گرفته است. این بهبود کیفیت بدان معناست که میزان درصد جرمی گازهای نسوخته باقیمانده داخل بویلر پس از اعمال این تغییرات کاهش می یابد و بویلر بازیاب قبل از راه اندازی بطور تقریبی عاری از این گازها می شود. بطوری که اگر بخواهیم میزان گازهای باقیمانده در بویلر به کمتر از 10 درصد کاهش یابد برای جریان هوای سرد با دبی 70 کیلوگرم بر ثانیه به مدت 22 دقیقه و برای دبی-های 100 و 120 کیلوگرم بر ثانیه به ترتیب 15 و 13 دقیقه زمان این عملیات بطول می انجامد. همچنین با کاهش فشار داخل بویلر از 14 بار به 6 بار، به ازای ورود هوای سرد به مدت 5 دقیقه با دبی 70 کیلوگرم بر ثانیه و دمای 25 درجه سانتیگراد تقریباً طولی از بویلر که بطور کامل از گازهای نسوخته تخلیه می شود 10 متر افزایش می یابد. کلمات کلیدی: بویلر بازیاب، تخلیه سرد، گازهای نسوخته، رفتار گذرا