شبیه‌سازی دینامیکی بویلر d-type به‌منظور بررسی عملکرد بویلر در حین راه‌اندازی سرد

در این مقاله به مدل‌سازی دینامیکی بویلر d-type فولاد مبارکه‌ی اصفهان که برای تولید بخار اشباع فرآیندی کاربرد دارد، پرداخته شد. در مدل‌سازی حاضر با استفاده از روش منطقه‌ای معادلات جریان سمت آب و محصولات احتراق به صورت برهم کنش دو طرفه در نظر گرفته شده‌اند. مدار چرخش درام به‌صورت طبیعی بوده در نتیجه معادلات موازنه هیدرولیکی سیستم نیز در نظر گرفته شد. در بویلر d-type موجود دو بخش کوره و بخش جابه‌جائی وجود دارد. در بخش کوره لوله‌های واتروال و در بخش جابه‌جائی لوله‌های با آرایش مربعی که درام بالا را به درام پایین متصل می کنند وجود دارد. حرارت دیدن لوله‌های بخش جابه‌جائی بویلر منجر به تغییر مسیر جریان از درام بالا به پایین و بلعکس شده است. بررسی پارامترهای فشار درام، دمای فلز‌ بالا و پایین درام بالا، حرارت جذبی به آب در دیواره‌های مختلف کوره و مسیرهای سیرکولاسیون آب در بخش جابه‌جائی ، دبی آب چرخشی و ... در هنگام راه‌اندازی می‌تواند در توسعه‌ی سیستم کنترلی کمک شایانی نماید. نتایج این مدل‌سازی با داده‌های اجرابی موجود مقایسه شد که حداکثر خطا در طول راه اندازی برای فشار، دمای آب درام و دبی بخار خروجی از شیر درام به ترتیب برابر 8/4، 1، 6/8 درصد می‌باشد.

dynamic simulation of a d-type boiler to evaluate the performance of the boiler during cold start-up

the aim of this study is to develop a dynamic model for the d-type boiler of isfahan mobarakeh steel company, which is used to produce process saturated steam. this analytical modeling relies on the zoning method based on the water side and flue gas side equations in simultaneous interaction. this boiler, include a natural circulation loop in the drum, so that the hydraulic balance equations is also considered. the d-type boiler has two parts, a furnace and convection tube bank. the furnace houses water-wall tubes, and the convection bank comprises tubes arranged in a square layout that connect the upper and lower drums. as convection tube bank heat up, the direction of the flow changes from the top to the bottom drum and vice versa. the study of drum pressure, metal temperature at the top and bottom of the upper drum, heat transfer to water on furnace walls, water circulation paths in the convection tube bank, and circulation flow rate, during start-up can be beneficial in control system development. a comparison of the modeling results with data from a real-world boiler showed the error to be limited to 4.8, 1, and 8.6% for pressure, drum water temperature, and steam output rate during start-up.