Spēcīga putekļu sablīvēšanās (attēlā), ilgstoši apkopes dīkstāves laiki un peļņas stagnācija lika vienam tērauda uzņēmumam meklēt labāku risinājumu savai skābekļa pamata krāsnij (BOF). Ņemot vērā bīstamos apstākļus un fizisko testu risku, uzņēmums meklēja mūsu CFD pakalpojumus, lai optimizētu lietojumu.
Tērauda ražošana: Pamati: tēraudrūpniecība un tēraudēšana
Tērauda ražošanas procesā kausēšanas krāsnī kausētais čuguns un metāllūžņi tiek pārstrādāti tēraudā. Šis process parasti ietver vairākus posmus, bet sākas ar metāllūžņu un kausēta čuguna ieplūšanu domnu krāsnī. Šajā procesā rodas daudz pelnu, kvēpu un citu piesārņojošo vielu, kas caur cauruļvadu nonāk kausēšanas krāsns iztvaikošanas dzesēšanas tornī. Iztvaicēšanas dzesēšanas tornī gāze nonāk torņa augšdaļā, kur to ātri un spēcīgi atdzesē ar izsmidzināšanu.
Piesārņotie putekļi, kas nonāk gāzē, nokrīt torņa pamatnē, kur tos sadedzina. Tomēr, ja izsmidzinātāja izkārtojums ir kļūdains, kā tas bija šī klienta gadījumā, rodas smagi putekļu sablīvējumi. Tas nozīmē, ka aerosols, kas saduras ar ienākošo gāzi, bet neiztvaikst, pielīp pie sienas un uzkrāj putekļus, kā parādīts turpmāk. Sarkanā zona ir ūdens, kas nav iztvaikojis un ir pielipis pie sienām, uzkrājot putekļus.
Ja šis process turpinās, neapstājoties, lai notīrītu putekļus no torņa sienām, aerosols turpina uzkrāties uz lipīgajiem putekļiem un uzkrāj arvien vairāk putekļu. Galu galā uzņēmums ir spiests apturēt procesu, lai veiktu apkopi. Šī dīkstāve rada darbinieku veselības problēmas, zaudēto peļņu un neilgtspējīgu uzņēmējdarbības praksi.
Procesa optimizācija, izmantojot CFD
Mūsu uzdevums bija izstrādāt optimālu sprauslu izkārtojumu, lai izsmidzinātie putekļi satiktu gāzi pie torņa ieejas un pilnībā iztvaicētos, tādējādi putekļi nokristu torņa apakšā, kur tie tiktu atbilstoši sadedzināti. Mums tas bija jādara, paturot prātā minimālu sienu samitrināšanu un īsus laika un telpas ierobežojumus.
Šajā procesā parastās sprauslu izkārtojuma konstrukcijas izvieto sešus inžektorus vienmērīgos attālumos gar apaļo dzesēšanas torņa sienu tieši tad, kad gāze ieplūst tornī. Tā vietā, lai sekotu tradicionālajai domāšanai, jo tas acīmredzami radīja nopietnas problēmas mūsu klientam, mēs vēlējāmies rast atbildes uz šādiem jautājumiem: Kā mums jāizvieto sprauslas? Kādā dziļumā tās jāievieto šajā konkrētajā tornī? Vai ir optimāls iesmidzināšanas un izsmidzināšanas leņķis?
Lai atbildētu uz šiem jautājumiem, mēs vispirms izveidojām visu torni, ieplūdes un izplūdes cauruļvadus un sprauslu lances. Tas ļāva mūsu CFD programmatūrai veikt progresīvus plūsmas mehānikas aprēķinus mazos, galīgos punktos visā lietojumā. Pēc tam mēs varējām novērtēt, kas notiek pašreizējā procesā, kā arī sprauslu izkārtojuma konstrukciju, kas optimizētu iztvaikošanas dzesēšanas torņa procesu.
Vizualizējot izsmidzinātā gaisa plūsmas plūsmu, kas iekrāsota ar temperatūras gradientiem, kā parādīts turpmāk, mēs konstatējām, ka sešas sprauslu lances, kas izvietotas tuvu viena otrai tieši pretī gāzes ieplūdes atverei, efektīvi iztvaicē izsmidzināto gaisa plūsmu un novērš sienu samitrināšanu. Turklāt šāds sprauslu izvietojums ievērojami samazināja putekļu sablīvēšanos visā tornī.
INI un nepārtraukta uzlabošana
Izmantojot iegūtos rezultātus, šis uzņēmums guva labumu no samazinātas apkopes dīkstāves, lielākas ražas un lielākas darbinieku drošības. Tādās vidēs kā šī, kur fiziskas pārbaudes nav iespējamas, mūsu CFD pakalpojumi piedāvā risinājumu, kas nav salīdzināms ar citām modelēšanas programmatūrām.
Skābekļa pamata krāsns ir tikai viena no vietām, kur CFD izrādījās noderīga šim klientam. Ņemot vērā bīstamo vidi lielākajā daļā tērauda rūpnīcu, mēs īstenojam testēšanas un CFD risinājumus klientiem visdažādākajos tērauda lietojumos un visā tērauda ražošanas procesā.
Ja vēlaties padziļināti apspriest šo tematu, lūdzu, sazinieties ar mums vai sazinieties ar mani tieši, izmantojot LinkedIn.
Lai uzzinātu vairāk par CFD simulācijām, lūdzu, apmeklējiet mūsu YouTube lapu!