高保真CFD模型确定甲烷排放的火炬破坏效率

BACKGROUND

排放及其对环境的影响是中国企业和运营商关注的焦点 油气im体育平台app下载. 燃烧产生的甲烷排放尤其令人担忧, 因为甲烷的温室效应是二氧化碳的26倍. 先前的研究表明，耀斑的破坏效率在98-99%之间, 但是新的技术和方法给这一点带来了质疑. 数字工程 开发了一种方法 计算流体动力学(CFD) 预测燃烧时的甲烷破坏效率. 我们的客户试图确定他们的火炬在各种条件下的效率，以确定改进的机会.

所面临的挑战

我们的客户需要了解他们的火炬在一系列条件下的运行甲烷破坏效率. 这就需要对不同的因素进行详细的分析, 例如侧风速度和点火源的定位, 影响效率. 主要目标是确定需要改进的领域，以尽量减少甲烷排放并符合环境法规.

解决方案

数字工程为客户的火炬系统创建了一个全面的CFD模型. 该模型包括:

• 耀斑几何形状的三维表示, 包括闪光头, 点火来源, 风栅栏, 和平台.
• 利用大气边界层剖面计算耀斑尖端的风速.
• 基于复杂化学燃烧模型的瞬态物质输运计算，以准确预测火炬性能.
• 广泛监测燃烧反应物和产物，以确保精确可靠的破坏效率测量.

该模型评估了正常、启动和极端操作条件下的耀斑. 敏感性研究有助于确定燃烧反应温度，以确保准确的破坏效率报告.

结果

分析揭示了大范围的破坏效率, 从52%到95%, 视操作条件而定. 它突出了耀斑效率对侧风条件和点火源定位的敏感性. 例如, 在平均操作条件下，侧风风速为20百分位, 甲烷出口速度显著低于侧风速度, 造成相当大的甲烷分散和降低燃烧效率.

在不同侧风速下的燃烧曲线的可视化提供了对影响破坏效率的机制的见解. 该研究还发现了一个 设计改进 机会来了, 建议增加一个专门的低压(LP)火炬试点，以提高整体效率.

这些发现使客户能够制定减少温室气体排放和提高火炬效率的计划. 该案例研究表明，不同条件下的破坏效率差异很大, 通常低于先前假设的98-99%.

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