Verbrennungssimulation

In vielen industriellen Prozessen wird Verbrennung genutzt, beispielsweise zur Wahrung der Sicherheit, oder zur Gewinnung von Wärmeenergie.

Folgende Ergebnisgrößen können mit Hilfe einer Strömungssimulation (CFD-Simulation), die den Verbrennungsprozess abbildet, berechnet werden:

• Vorhersage der Flammausbreitung
• Vorhersage der Temperaturen und Temperaturverteilungen
• Vorhersage über Geschwindigkeitsverteilung im Brennraum
• Vorhersage über den Wärmetranport hinsichtlich Strahlung, Konvektion und Konduktion
• Vorhersage über Emmisionen NOx, SOx, CO
• Optimierung der Geometrien, sodass sich eine bessere Verbrennung einstellt

Verbrennungssimulation am Beispiel einer Gasfackel für Biogasanlagen

Im Bereich von Biogasanlagen müssen nach der TRAS 120 „Technische Regeln für Anlagensicherheit - Sicherheitstechnische Anforderungen an Biogasanlagen“ zusätzliche Gasverbrauchseinrichtungen vorhanden sein, falls im Notfall die primäre Gasverbrauchseinrichtung nicht funktionsfähig ist. Dazu zählen typischerweise Gasfackeln, die im Notfall das überschüssige Gas kontrolliert verbrennen.

Es gibt hierfür unterschiedliche Ausführungen von Gasfackeln:

• mit offener Flamme,
• mit verdeckter Flamme oder
• mit verdeckter Flamme und Muffel

Aus diesen unterschiedlichen Ausführungen resultieren auch unterschiedliche Schutzabstände zu anderen Anlagenteilen oder Aufenthaltsbereiche für Personen.
Der Grenzwert für die Wärmestrahlung zu anderen Anlageteilen beträgt 5 kW/m² und für den Aufenthaltsbereich von Personen 1,6 kW/m².

Im konkreten Beispiel wurden Berechnungen zu unterschiedlichen Gasfackeltypen (Durchmesser, Länge, isoliert, nicht isoliert und Durchsatz) durchgeführt. Dabei wurde der notwendige Abstand für den Aufenthaltsbereich für Personen nach TRAS ermittelt und optisch dargestellt.

Mit Hilfe der durchgeführten Simulationen ist unser Kunde in der Lage, den Fackeltyp und dessen Aufstellungsort in jeder neu anzubietenden Biogasanlage frühzeitig zu definieren und optimieren.

Gasfackel mit offener Flamme samt Wärmestrahlung im Aufenthaltsbereich

Gasfackel mit verdeckter Flamme samt Wärmestrahlung im Aufenthaltsbereich

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