Análise do Comportamento da Combustão do Gás do Alto Forno - BFG em uma Câmara de Combustão de Turbina a Gás.

Abstract

O gás do Alto Forno (BFG) é uma mistura de gases, subproduto da reação entre o minério de ferro e o coque na obtenção do Ferro-gusa (metal líquido) no processo Alto Forno. O BFG é um gás de baixo poder calorífico, que está sendo utilizado como combustível em turbinas a gás para geração de energia elétrica. Esta tecnologia inovadora está sendo desenvolvida em uma turbina a gás industrial em uma usina termelétrica dentro de um complexo siderúrgico. Este trabalho visa estudar o comportamento da combustão do gás de Alto Forno – BFG, em uma câmara de combustão de uma microturbina de 600 kW, projetada para operar com gás natural. A ferramenta utilizada para realizar estes estudos de forma detalhada é um software de simulação tridimensional que utiliza a Dinâmica de Fluidos Computacional (CFD). Foram realizadas simulações em CFD na câmara de combustão da microturbina na condição nominal e em regime permanente de operação utilizando o BFG como combustível. Inicialmente utilizou-se a massa de BFG necessária para manter a mesma geração de projeto da microturbina. O resultado do comportamento da chama não foi adequado. Então foram realizadas reduções na massa de combustível injetado para que a chama ficasse acomodada dentro do volume da câmara de combustão e minimizar os possíveis danos a turbina.