احمد جامه خورشید

در این پژوهش برای بررسی علل افزایش دمای دود خروجی از محفظه ریفرمر، با شبیهسازی سه بعدی با روش دینامیک سیالات محاسباتی ( CFD ( رفتار سیال در داخل کوره ریفرمر مورد بررسی قرار گرفته است و با دادههای صنعتی کوره ریفرمر پتروشیمی زاگرس مقایسه و اعتبارسنجی شده است. مقایسه کوره در شرایط طراحی و شرایط عملیاتی ده سال پس از شروع به کار نشان داد که در گذر زمان به دلیل کاهش راندمان حرارتی کوره، افزایش 10 درصدی مصرف سوخت رخ داده است. با وجود افزایش مصرف سوخت، دمای سطح لوله 14 کلوین نسبت به حالت طراحی کاهش یافته و دمای گاز خروجی از بخش تابش، 35 کلوین افزایش یافته است. به منظور برابری دمای سطح لوله و انرژی مورد نیاز واکنشهای گرماگیر داخل لوله در شرایط عملیاتی با طراحی، باید مصرف سوخت 23 درصد افزایش یابد و از طرف دیگر دمای گازهای حاصل از احتراق بیش از 60 کلوین افزایش مییابد که این افزایش دما سبب تاثیر بر راندمان حرارتی بخش همرفت میشود و فرایندهای این بخش مختل میشود. در این پروژه ابتدا بررسی تغییر چیدمان آجرها جهت تغییر مسیر حرکت گازهای داخل ریفرمر بررسی شده و نتایج نشان داد که چیدمان طراحی ریفرمر زاگرس در حالت بهینه است و مکش ایجاد شده در انتهای محفظه به دلیل چیدمان خاص آن سبب عبور سریع و مستقیم گاز داخل محفظه احتراق میشود. بررسی ها نشان داد که تغییرات ضریب انتشار در طول زمان تاثیر جدی بر کاهش سهم انرژی تابشی نسبت به همرفت دارد. کاهش ضریب انتشار سطح دیواره ریفرمر با استفاده از پوشش سرامیکی قابل جبران است. استفاده از پوشش سرامیکی ستاک با ضریب انتشار 9 / 0 مورد بررسی قرار گرفت و نتایج نشان داد استفاده از این پوشش توانایی افزایش 19 کلوینی دمای سطح لوله را دارد که سبب افزایش دمای لوله به بیش از حالت طراحی میشود و میتوان با کاهش 7 % مصرف سوخت، دمای سطح لوله عملیاتی با طراحی را برابر کرد. نکته دیگر تغییر ترکیب سوخت طراحی و عملیاتی بود که نشان داد افزایش محتوای هیدروژن در شرایط عملیاتی سبب کاهش سهم انرژی تابشی نسبت به همرفت شده است.