Die Simulation vonKraftwerken mitRostfeuerungDr. Roland Eisl
• Kurze Vorstellung der ENRAG GmbH• Aufgabenstellung• Modellannahmen• Auswertung und Ergebnisse• ZusammenfassungDr. Roland...
• Die ENRAG GmbH als technisches Büro (Ingenieurbüro) ist spezialisiertauf Optimierung und Simulation in den Bereichen Ene...
• Darstellung der– Temperatur-,– Geschwindigkeits-– und Speziesverteilungenin einer Verbrennungsanlage mit Rostfeuerung• S...
• 3D Modell: Feuerraum, 1. bis3. Zug.Dr. Roland Eisl 5Modell - KesselAusmauerung:AdiabatVerdampferRohrwandbeschichtet(gekü...
• Folgende physikalische Effekte müssen imModell innerhalb der Strömung dargestelltwerden:– Spezies– Chemische Reaktionen ...
• Rostverbrennung in ANSYS nicht darstellbar• Verwendung eines alternativen Codes mitSchnittstelle zu ANSYS Fluent– Lösung...
• RostDr. Roland EislErgebnisse und Auswertung020040060080010001200140016001800200000.050.10.150.20.250 2 4 6 8 10 12Rosto...
Dr. Roland EislErgebnisse und AuswertungTemperatur [K] Die Temperaturverteilung in der Mittedes Kessels zeigt:•Homogene Ve...
Dr. Roland EislErgebnisse und AuswertungAusgeglichenesTemperaturprofil im unterenBereich des ersten Zugs.Nachverbrennungsz...
Dr. Roland EislErgebnisse und AuswertungO2 Konzentration[mol%] Sauerstoffkonzentration:•lt. Feuerungsregelung generellSaue...
Dr. Roland EislErgebnisse und AuswertungTemperatur [K]Strömung im ersten Zug:•Durch verzögerten Ausbrand imRost und Auftei...
Ansicht von LinksErgebnisse und AuswertungWärmestrom durch die VerdampferwändeWärmestrom [W/m²]Ansicht von RechtsDr. Rolan...
Dr. Roland EislErgebnisse und AuswertungTemperatur [K]Überhitzer und ECO:•GleichmäßigeTemperaturverteilung
• Simulation der Verbrennung von festenBrennstoffen– Müll– Biomasse• Kombination von Feststoffverbrennung undGasphasensimu...
Vielen DankFragen?Dr. Roland Eisl
Kontaktieren Sie uns – wir helfen Ihnen gerne!CADFEM (Austria) GmbHWagenseilgasse 141120 WienTel. +43 (0)1 587 70 73 – 0E-...
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Simulation von Kraftwerken mit Rostfeuerung m. ANSYS Fluent & alternativem Code inkl. Schnittstelle

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Darstellung der Temperatur-, Geschwindigkeits- und Speziesverteilungen in einer Verbrennungsanlage mit Rostfeuerung.

Simulation der Feststoffverbrennung und der Gasphasenumwandlung
Beurteilung der Sekundärlufteinbringung
Beurteilung der Strömungsverhältnisse

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Simulation von Kraftwerken mit Rostfeuerung m. ANSYS Fluent & alternativem Code inkl. Schnittstelle

  1. 1. Die Simulation vonKraftwerken mitRostfeuerungDr. Roland Eisl
  2. 2. • Kurze Vorstellung der ENRAG GmbH• Aufgabenstellung• Modellannahmen• Auswertung und Ergebnisse• ZusammenfassungDr. Roland EislInhalt
  3. 3. • Die ENRAG GmbH als technisches Büro (Ingenieurbüro) ist spezialisiertauf Optimierung und Simulation in den Bereichen Energie-, Verfahrens-und Umwelttechnik.• Unser Schwerpunkt liegt in der Modellbildung und Simulation:– CFD Simulation• Energietechnik• Verfahrenstechnik• Gebäude- und Lüftungstechnik• Automotive– Prozess Simulation– Kraftwerksimulation– DampferzeugersimulationDr. Roland EislVorstellung
  4. 4. • Darstellung der– Temperatur-,– Geschwindigkeits-– und Speziesverteilungenin einer Verbrennungsanlage mit Rostfeuerung• Simulation der Feststoffverbrennung und derGasphasenumwandlung• Beurteilung der Sekundärlufteinbringung• Beurteilung der StrömungsverhältnisseDr. Roland EislAufgabenstellung
  5. 5. • 3D Modell: Feuerraum, 1. bis3. Zug.Dr. Roland Eisl 5Modell - KesselAusmauerung:AdiabatVerdampferRohrwandbeschichtet(gekühlt)VerdampferRohrwand(gekühlt)Detail SchottverdampferDetail 4-5 Zug
  6. 6. • Folgende physikalische Effekte müssen imModell innerhalb der Strömung dargestelltwerden:– Spezies– Chemische Reaktionen (Feststoff- und Gasphase)– Strahlung der Wände– Gasstrahlung– Wärmeaustausch zu den Wänden– Turbulenz– WärmetauschermodellDr. Roland EislModell
  7. 7. • Rostverbrennung in ANSYS nicht darstellbar• Verwendung eines alternativen Codes mitSchnittstelle zu ANSYS Fluent– Lösungsverfahren:• Übergabe der Stoff-, Geschwindigkeits- undTemperaturdaten an Fluent• Rückgabe der Einstrahlung auf das Bett• Iterative Annäherung an GesamtlösungDr. Roland EislModell Rost
  8. 8. • RostDr. Roland EislErgebnisse und Auswertung020040060080010001200140016001800200000.050.10.150.20.250 2 4 6 8 10 12Rostoberflächentemperatur[K]Massenanteile[/]Rostlänge [m]H2C3H8COCO2O2H2OTemperatur [K]Das Rostmodell liefert dieGaszusammensetzung in derebene über dem Rost sowiedie Massenströme(Geschwindigkeiten) und dieTemperatur der Gasphase inden einzelnen Zellen.
  9. 9. Dr. Roland EislErgebnisse und AuswertungTemperatur [K] Die Temperaturverteilung in der Mittedes Kessels zeigt:•Homogene Verteilung•Generelle Temperaturspitzen an derKesselrückwand
  10. 10. Dr. Roland EislErgebnisse und AuswertungAusgeglichenesTemperaturprofil im unterenBereich des ersten Zugs.Nachverbrennungszone(verstärkt an derHinterseite)Rezirkulationszonen anden vorderen Ecken kühlere ZonenTemperatur [K]
  11. 11. Dr. Roland EislErgebnisse und AuswertungO2 Konzentration[mol%] Sauerstoffkonzentration:•lt. Feuerungsregelung generellSauerstoffüberschuss am Rost•Im Bereich der primären Verbrennungteilweise Sauerstoffmangel
  12. 12. Dr. Roland EislErgebnisse und AuswertungTemperatur [K]Strömung im ersten Zug:•Durch verzögerten Ausbrand imRost und Aufteilung derSekundärluft kommt es zu einerRezirkulation an derKesselvorderwand•Gesamtes primäres Rauchgas wirddurch Sekundärluftdüsenangesaugt.
  13. 13. Ansicht von LinksErgebnisse und AuswertungWärmestrom durch die VerdampferwändeWärmestrom [W/m²]Ansicht von RechtsDr. Roland Eisl
  14. 14. Dr. Roland EislErgebnisse und AuswertungTemperatur [K]Überhitzer und ECO:•GleichmäßigeTemperaturverteilung
  15. 15. • Simulation der Verbrennung von festenBrennstoffen– Müll– Biomasse• Kombination von Feststoffverbrennung undGasphasensimulation• Darstellung des gesamten Kessels inklusivealler HeizflächenDr. Roland EislZusammenfassung
  16. 16. Vielen DankFragen?Dr. Roland Eisl
  17. 17. Kontaktieren Sie uns – wir helfen Ihnen gerne!CADFEM (Austria) GmbHWagenseilgasse 141120 WienTel. +43 (0)1 587 70 73 – 0E-Mail. info@cadfem.atWeb. http://www.cadfem.atImmer aktuell informiert – CADFEM Blog, Xing und Youtube-ChannelCADFEM Blog - Umfassend informiert• News zur FEM-Simulation - What‘s hot? What‘s new?• Video-Tutorials - ANSYS, LS DYNA & mehr• Hinter den Kulissen: CADFEM internCADFEM Youtube Channel - Tips & Trick• Video Tutorials - ANSYS Software und CADFEM ApplicationsCADFEM auf Xing - News kompakt• Vorschau auf Events & Seminare• Neue CADFEM Produkte• CADFEM JobbörseFragen? Interesse?

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