نقش حیاتی شبیه‌سازی CFD در عیب‌یابی و بهینه‌سازی مشعل‌ها

شبیه‌سازی دینامیک سیالات محاسباتی (CFD) دیگر یک ابزار لوکس نیست، بلکه بخش جدایی‌ناپذیر هر پروژه احتراق صنعتی شده است. پیش از هرگونه تغییر فیزیکی، مهندسان می‌توانند با مدل‌سازی دقیق جریان هوا، تزریق سوخت، تشکیل شعله و انتقال حرارت، تمام مشکلات احتمالی را پیش‌بینی کنند.

مشکلات رایج در مشعل‌های صنعتی عبارتند از: برخورد شعله به لوله‌ها یا دیواره (flame impingement)، تشکیل مناطق مرده و گردش معکوس، توزیع نامناسب دما، تولید بیش از حد CO به دلیل مخلوط نشدن کامل، و تشکیل NOx در نقاط داغ محلی. همه این موارد با CFD قابل شناسایی و رفع هستند.

در یک پروژه واقعی رتروفیت کوره ریفرمر در پتروشیمی، CFD نشان داد که زاویه ثبت هوا باعث ایجاد گردش معکوس و داغ شدن بیش از حد لوله‌ها می‌شود. با تغییر زاویه و اضافه کردن سوئرل، دمای حداکثر لوله‌ها بیش از ۶۰ درجه کاهش یافت و عمر لوله‌ها چندین سال افزایش یافت.

استفاده از CFD در مرحله طراحی مشعل‌های جدید، هزینه‌های آزمون و خطای فیزیکی را تا ۹۰ درصد کاهش می‌دهد و زمان راه‌اندازی را از ماه‌ها به هفته‌ها می‌رساند. امروزه هیچ شرکت معتبری در حوزه احتراق بدون استفاده از CFD پروژه‌ای را اجرا نمی‌کند.