Modelowanie komputerowe przegrzewacza pary w kotle fluidalnym

W pracy przedstawiono symulację komputerową przegrzewacza grodziowego drugiego stopnia usytuowanego w górnej części kotła fluidalnego OFz-425. Przegrzewacz zbudowany jest z rur omega o złożonym kształcie przekroju poprzecznego. Za pomocą trójwymiarowej symulacji numerycznej wyznaczony został rozkład temperatury w ściance rury oraz w przepływającej parze przy założeniu, że temperatura złoża fluidalnego w komorze paleniskowej jest znana. Wyniki obliczeń mogą być wykorzystane do prawidłowego doboru długości rur przegrzewacza oraz doboru gatunku stali na poszczególne biegi przegrzewacza. Pokazano również przykład rozwiązania odwrotnego zagadnienia wymiany ciepła występującego w regulacji temperatury pary przegrzanej przegrzewacza. Problem odwrotny polega na wyznaczeniu temperatury na wlocie rury przegrzewacza przy zadanej temperaturze na wylocie.

A computational fluid dynamics (CFD) simulation was carried out for the platen superheater placed in the combustion chamber of the OFe-425 CFB boiler. Superheater consists of omegatype tubes with complex shape of cross-section. Using the 3D numerical simulation determined was temperature distribution in the tube wall and flowing past steam at the assumption that temperature of fluidised bed in chamber is known. results of calculations can be used for appropriate selection of the superheater tube length as well as selection of the steel type for specific tube passes. Presented also is an example of inverse solution of heat transfer problem which is present in temperature control of superheated steam. The inverse problem is related to temperature distribution an inlet to the superheater at a given outlet temperature. Velocity, pressure, and temperature of the steam as well as the temperature of the tube wall with the complex cross section were computed using the ANSYS_CFX software. The direct and inverse problems were solved. In the inverse problem, the steam temperature at tube inlet waas determined based on the temperature at the outlet of the tube. The inverse problem was solved iteratively.