Estudo em CFD da Queima Suplementar em Caldeiras de Recuperação

Abstract

Este trabalho apresenta um estudo de viabilidade técnica da implementação de queimadores de duto em uma caldeira de recuperação de calor. Foram empregadas as técnicas da Dinâmica dos Fluidos Computacional, a fim de comparar os impactos desta modificação. Nas simulações, foi utilizado o programa ANSYS CFX®, com o modelo de turbulência, SST, de combustão, Eddy Dissipation e de radiação, P1. Durante as simulações foram identificadas recirculações e zonas de baixa pressão presentes na parte superior da seção de entrada da caldeira que contribuíram para que a chama de gás natural concentrar-se em algumas regiões elevando a temperatura no perfil de saída em alguns pontos acima da temperatura máxima de projeto para os feixes tubulares do superaquecedor da caldeira. Em seguida, foram feitos diversos ajustes na injeção do combustível gás natural, de modo a melhorar o perfil do escoamento no interior do duto de entrada. Por último, baseado na literatura foram introduzidas aletas direcionais buscando-se uma alteração no caminho que o fluxo percorre como uma saída para corrigir as várias recirculações e zonas de baixa pressão presentes na parte superior da seção de entrada da caldeira evidenciando-se a necessidade de se realizar novos testes para ajustes a nova condição de operação.