Untersuchungen der Brenngas / Luft Durchmischung an einem Mischgasbrenner
Aus energie- und umweltpolitischen, aber auch aus ökonomischen Gründen werden die Prozessgase, welche in einem Stahlwerk eigentlich als „Abfallprodukt“ anfallen, thermisch verwertet und zur Energieerzeugung verwendet. Nach einem Umbau des Kesselbetriebs von separater Gicht- und Tiegelgasverbrennung auf Mischgasbetrieb traten Probleme bei Flammenstabilität und Volllasteigenschaften im Brennerbetrieb auf. Da als Ursache eine mangelhafte Luft / Brenngas - Durchmischung in den Brennern vermutet wurde, war die Strömungssituation in den Mischgasbrennern numerisch nachzubilden. Dabei wurde die Brennergeometrie aus Planunterlagen möglichst detailgetreu modelliert. Da die Pläne jedoch keinen lückenlosen Aufschluss auf die wahre Brennergestaltung ermöglichten und die Brennerkonstruktion teilweise ohne Dokumentation umgebaut wurde, musste vor Ort der Ist-Stand der Brennerkonstruktion, soweit dieser strömungstechnische Relevanz besitzt, dokumentiert werden. Anschließend konnte auf Basis dieser Daten ein numerisches Modell erstellt werden.
Die CFD-Berechnungen des Ist-Standes konnten durch Anlagenmessungen und die Erfahrungen der Betriebsmannschaft bestätigt werden und lieferten aufschlussreiche Erkenntnisse zur Strömungssituation. Eine mangelhafte Durchmischung der beteiligten Gase wurde tatsächlich festgestellt und somit wurde die ursprüngliche Vermutung bestätigt. Aufbauend auf diesen Erkenntnissen wurden Varianten entwickelt, welche eine günstigere Durchmischung bewirken, und diese wurden wiederum mittels CFD untersucht und bewertet.
