4.6 Vergleichsrechnung mit Hilfe des SST Modells - Lehrstuhl ...

1 Einleitung
Das Ziel dieser Arbeit ist es, für ein geplantes Steinkohlekraftwerk die Strömung in einem
Rauchgaskanalabschnitt mit Hilfe des kommerziellen Strömungslösers FLUENT strömungs-
technisch zu optimieren. Der untersuchte Rauchgaskanal verbindet den Austritt des LUVO
(Luftvorwärmer) mit den vier Beruhigungskammern des Elektrofilters. Bei der numerischen Si-
mulation und der darauffolgenden strömungsmechanischen Optimierung der staubbeladenen
Rauchgasströmung im untersuchten Rauchgaskanal sind drei Anforderungen zu erfüllen.
Zum ersten muss gewährleistet sein, dass in jeden der vier Eintrittshauben des Elektrofilters ein
annähernd gleicher Massenstrom eintritt. Die Abweichung der Rauchgasmenge in der Zuströ-
mung zu den jeweiligen Eintrittshauben sollte 2 % nicht überschreiten, da es sonst zu unter-
schiedlich hohen Beaufschlagung der elektrischen Felder (Abscheidefläche) kommt.
Für die Funktion des Elektrofilters ist es wichtig, ein möglichst homogenes Strömungsfeld zu
erreichen, um das Rauchgas optimal reinigen zu können. Ein stark inhomogenes Strömungsfeld
am Eintritt des Elektrofilters würde bedeuten, dass aufgrund von überhöhten Eintrittsgeschwin-
digkeiten, der zugesicherte Reingasstaubgehalt (seitens des Herstellers) nicht gewährleistet
werden kann.
Die dritte Forderung kommt vom Kraftwerksbetreiber. Das Rauchgas wird mit Hilfe eines
Saugzuggebläses durch den Rauchgaskanal gefördert. Die für den Betrieb des Gebläses nötige
Leistung hängt somit von den Druckverlusten innerhalb des Rauchgaskanals ab. Daraus ergibt
sich die Zielstellung eines möglichst geringen Druckverlustes über den zu simulierenden
Rauchgaskanalabschnitt.
Die Rauchgaskanalführung ist bei dem hier zu untersuchenden Projekt bereits festgelegt, so
dass die genannten Forderungen nur durch geeignete Kanaleinbauten (Bsp. Umlenkbleche) zu
erfüllen sind. Um sich ein Bild über die Veränderungen der Strömung durch diese Einbauten
machen zu können, wurde eine numerische Strömungssimulation mit Hilfe des kommerziellen
Strömungslösers FLUENT vorgenommen. Die CFD-Analyse ermöglicht eine schnelle strö-
mungsoptimierte Auslegung verschiedener Leitblechkonfigurationen, ohne dabei auf kostenin-
tensive experimentelle Versuche zurückgreifen zu müssen. Die numerischen Simulationen
wurden am Lehrstuhl Verbrennungskraftmaschinen und Flugantriebe (VFA) der BTU Cottbus
durchgeführt.
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