燃焼系

反応系および燃焼系は、様々なプロセスの主要要素となる熱を生成します。燃焼エンジニアリングでは、発熱工程および関連する排出制御と能力効率を改善することは、常に課題であり続けます。ANSYSの数値流体解析(CFD:Computational Fluid Dynamics)ソリューションは、ガスタービンからフレア、石炭燃焼から無炎燃焼まで、さらに低NOxバーナーから酸素燃焼器、ガス化炉、およびバイオマス炉まで、広範囲にわたる事例で使用されます。CFDとアンシスの構造解析ソリューションを連成することで、エンジニアは、熱応力、熱振動、および熱疲労を含む、燃焼系全体を評価するための統一環境を構築できます。

Combustion Systems

低NOxバーナー
資料提供:GE Energy, 2004 General Electric Company

反応器内の燃焼および関連する流れ現象を研究することで、既存の装置の改良および新しいプロセスの設計に役立つ重要な情報を把握できます。ANSYSのエンジニアリングシミュレーションソフトウェアは、燃焼エンジニアが、システム性能の向上、汚染源の把握、CO2排出総量削減戦略の策定、気体/固体/液体燃料などの様々な燃料および単純/複雑な反応機構による様々な燃焼系からの排出制御を進めるために必要とするすべての機能を備えています。

一般に、燃焼装置のシミュレーションでは、反応、輻射、および熱の各現象を含む流体のモデリングおよび評価が行われます。石炭その他の燃料は第二相として表現され、流体と完全連成されます。ANSYSのソフトウェアを使用すると、希釈流から充填層まで、広い範囲の粒子濃度をシミュレーションできます。シミュレーションを行うことで、局所速度、粒子の濃度とトレース、燃焼ガスの組成、燃料変換率、温度、および他の重要なデータが得られます。燃焼エンジニアは、これらのデータを使用して、局所温度ピーク、燃焼効率、および混合問題などの運用上の問題を調査できます。

ANSYSのソフトウェアには、他の燃焼プロセスおよび燃焼特性をシミュレーションできる専用機能もあります。例えば、化学反応と汚染物質生成の詳細なサブモデルを使用して、汚染物質の生成と排出および水銀レベルを予測したり、加熱炉内の浸食速度とスラグの堆積速度をモデリングおよび予測したりすることができます。

ANSYSのエンジニアリングシミュレーションソフトウェアは、次のような燃焼関連の課題を克服しようとするお客様の役に立ちます。

  • 工業用炉のバーナー構成の改良
  • 製油所からのNOx排出の削減
  • 画期的なクリーンエネルギー技術の調査
  • CO排出率の予測および改善
  • 燃焼装置内の熱応力のモデリングおよび最小化
  • 加熱炉内のすす生成の削減
  • フレアスタック設計の最適化