Výpočetní analýza sekundární spalovací komory spalovny nebezpečných odpadů

Computational analysis of secondary combustion chamber in hazardous waste incinerator

conference paper

en

Secondary combustion chambers belong to key equipment in units for thermal processing of waste, including waste to energy systems. The design of secondary combustion chambers used in hazardous waste incinerators and their operating conditions pose a difficult engineering problem. The currently prevalent approach in designing and operating these secondary combustion chambers involves only simple balance calculations and intuitive engineering solutions. However, considering investment and operating costs, secondary combustion chambers constitute very significant budget items. Aim of this work is therefore to identify possible savings through a careful CFD analysis of a real industrial secondary combustion chamber working as part of a hazardous waste incinerator. Priority in the optimisation is given to flawless functionality (meeting environmental limits represents a crucial issue). Maximum care has been taken to make the CFD computations as reliable as possible in order to provide a dependable basis for drawing conclusions and design recommendations. This included the following measures: CFD results were validated by calculated balance data, second order upwind differencing has been used throughout the work, and advanced Reynolds-stress model has been used for turbulence modelling.

Dohořívací komory patří ke klíčovým zařízením jednotek pro termické zpracování odpadu, včetně systémů "odpad na energii". Návrh dohořívacích komor používaných ve spalovnách nebezpečného odpadu a jejich provozní podmínky představují obtížný inženýrský problém. Momentálně běžný přístup k návrhu a provozu těchto dohořívacích komor zahrnuje pouze jednoduché bilanční výpočty a intuitivní inženýrská řešení. Nicméně, uvážíme-li investiční a provozní náklady, představují dohořívací komory velmi významnou rozpočtovou položku. Cílem této práce je proto identifikovat možné úspory pomocí pečlivé CFD analýzy skutečné průmyslové dohořívací komory pracující jako část spalovny nebezpečných odpadů. Priorita při optomalizaci je kladena na bezchybnou funkci (dodržení ekologických limitů představuje zásadní otázku). Maximální péče byla věnována tomu, aby byly CFD výpočty co možný nejvíce spolehlivé a poskytovali spolehlivá základ pro vytvoření závěrů a doporučení pro návrh. Toto zahrnuje následující opatření: CFD výsledky byly ověřeny pomocí vypočtených bilančních dat, bylo použito diferencování druhého řádu a pro modelováni turbulence byl použit pokročilý model Reynoldsových napětí.

Secondary combustion chambers belong to key equipment in units for thermal processing of waste, including waste to energy systems. The design of secondary combustion chambers used in hazardous waste incinerators and their operating conditions pose a difficult engineering problem. The currently prevalent approach in designing and operating these secondary combustion chambers involves only simple balance calculations and intuitive engineering solutions. However, considering investment and operating costs, secondary combustion chambers constitute very significant budget items. Aim of this work is therefore to identify possible savings through a careful CFD analysis of a real industrial secondary combustion chamber working as part of a hazardous waste incinerator. Priority in the optimisation is given to flawless functionality (meeting environmental limits represents a crucial issue). Maximum care has been taken to make the CFD computations as reliable as possible in order to provide a dependable basis for drawing conclusions and design recommendations. This included the following measures: CFD results were validated by calculated balance data, second order upwind differencing has been used throughout the work, and advanced Reynolds-stress model has been used for turbulence modelling.

CFD, Secondary combustion chamber, Optimising, Waste Incineration

2006

27.08.2006

Process Enginnering Publisher

Praha

80-86059-45-6

CHISA 2006 - Summaries 4 - System Engineering

1

1373–1373

1