Application

In the Business Area „Industrial Application“ computer-aided studies are performed upon your request. The studies deal with problem analysis, design and process optimization for industrial furnaces and boilers.

Our working areas include:

• Increase of Combustion Efficiency
• Emission Control (NOx, SOx, CO, Unburned Carbon)
• Flue Gas Cleaning
• Plant Retrofits
• Burner to Burner Interaction in Multi-Burner Systems
• Multi-Fuel Combustion (Coal, Oil, Gas)
• Slagging and Fouling Analysis
• Corrosion (Water Wall Wastage)
• Co-Firing of Secondary Fuels (Syn-Gas, Sewage Sludge, Wood, Biomass, etc.)

Our advanced visualization techniques make the important effects and target values visible for you, and assist you in identifying and optimizing the relevant operation parameters.

We simulate complex retrofit scenarios in the virtual reality and work together with your specialists in identifying cost-optimized solutions for your individual requirements.

Take advantage of our comprehensive combustion Know-How to minimize your costs in a highly competitive global market.

SOFTWARE

The 3D-Combustion Simulation Code is a tailored simulation environment for the modeling of industrial furnaces and boilers. The code was developed in co-operation with a University.

The physical/chemical models and numerical methods available in Sofware have been carefully selected and optimized for the simulation of reacting flows:

• 3D-Steady State and Time-Dependent Model Description
• Multi-Domain Technique for the coupling of cartesian, cylindrical, and body-fitted meshes
• Higher-Order Differencing Schemes
• SOR-, SIP- und CG-Solution Algorithms
• k,e- und differential Reynolds-Stress turbulence model
• Multi-Fuel Model (gaseous, liquid, and solid fuels)
• Global reaction scheme considering particle drying/evaporation, char burnout pyrolysis, and volatiles/gas combustion
• Particle size distribution from milling devices of solid fuels can be considered
• NOx-, SOx-Formation Model
• Slagging and Fouling Model for combustion chamber and superheaters
• Radiation Models: Discrete Transfer, Discrete Ordinates, Finite Volume
• Optimized for parallel vector computers (PVP) and massively parallel computers (MPP) with shared and distributed memory
• Highest Performance on Linux-Clusters with explicit communication (MPI)

Free Open Source Pre- and Postprocessing Tools for the setup of the furnace or boiler model and examination of the simulation results are delivered at no additional costs. Support for these Open Source Tools is delivered directly from us.

The high parallel performance of Software on Linux-Clusters helps you build your own “Supercomputer” to meet your individual computational demands at very low price.

However, should you experience shortages in computational resources while working on your problems, we can give you access to our own High-Performance Computers at any time.

Knowing what the future brings

Every fuel change, every retrofit of combustion equipment, any modification of the overall process involves technical risks that influence the safe plant operation and the maintenance costs of an industrial plant. Identifying these risks in time and avoid them before they become expensive reality, is exactly what we can offer you.

Our approach is to transform the plant process into the virtual reality of our 3D-Simulation Environment. To make sure that the virtual reality is a reliable model of the real world, we compare measured and simulated values for a given number of operation points.

If virtual and real world correspond, we use the virtual plant model to work on your combustion problems without disturbing the operation of the plant.

The validity of this approach has been demonstrated for a great variety of industrial boilers.

Up to now we have successfully applied this technique for our customers in a large number of projects. The cost savings of our customers achieved in these projects have always been orders of magnitude higher than the project budgets.

Ứng dụng

Trong lĩnh vực “Ứng dụng Công nghiệp”, các nghiên cứu hỗ trợ bằng máy tính được thực hiện theo yêu cầu tập trung vào phân tích vấn đề, thiết kế và tối ưu hóa quá trình cho lò công nghiệp và lò hơi.

Các lĩnh vực của chúng tôi gồm:

• Tăng hiệu suất đốt cháy
• Kiểm soát phát thải (NOx, SOx, CO, carbon dư)
• Làm sạch khói thải
• Cải tạo hệ thống (retrofit)
• Tương tác giữa các đầu đốt trong hệ thống đa đầu đốt
• Đốt đa nhiên liệu (than, dầu, khí)
• Phân tích đóng xỉ và bám cặn
• Ăn mòn (mòn thành ống nước)
• Đốt đồng nhiên liệu thứ cấp (khí tổng hợp, bùn thải, gỗ, sinh khối, v.v.)

Các kỹ thuật hiển thị nâng cao của chúng tôi giúp nhà máy thấy rõ các hiệu ứng và thông số mục tiêu quan trọng, đồng thời hỗ trợ xác định và tối ưu các thông số vận hành liên quan.

Chúng tôi mô phỏng các kịch bản cải tạo phức tạp trong môi trường thực tế ảo và hợp tác với các chuyên gia của nhà máy để xác định các giải pháp tối ưu chi phí, phù hợp với yêu cầu riêng của CĐT.

Hãy tận dụng kiến thức chuyên sâu của chúng tôi về quá trình đốt để giảm thiểu chi phí trong thị trường toàn cầu đầy cạnh tranh.

PHẦN MỀM

Mô phỏng quá trình cháy 3D là một môi trường mô phỏng được thiết kế riêng cho việc mô hình hóa lò hơi công nghiệp. Phần mềm được phát triển hợp tác với trường đại học tại Châu Âu.

Các mô hình vật lý/hóa học và phương pháp số trong phần mềm đã được chọn lọc và tối ưu để mô phỏng các dòng phản ứng:

• Mô tả trạng thái ổn định và biến thiên theo thời gian trong không gian 3D
• Kỹ thuật miền đa dạng để liên kết lưới tọa độ Descartes, trụ tròn và dạng hình học tự do
• Các sơ đồ sai phân bậc cao
• Các thuật toán giải SOR, SIP và CG
• Mô hình nhiễu loạn Reynolds-Stress (RSM), k-ε và vi phân
• Mô hình đốt đa nhiên liệu (khí, lỏng và rắn)
• Cơ chế phản ứng tổng quát: sấy/hóa hơi hạt, cháy than cốc, nhiệt phân, cháy khí và chất bay hơi
• Xem xét phân bố kích thước hạt từ các thiết bị nghiền nhiên liệu rắn
• Mô hình hình thành NOx, SOx
• Mô hình đóng xỉ và bám cặn cho buồng đốt và bộ quá nhiệt
• Mô hình bức xạ: Truyền rời rạc, phân đoạn rời rạc, thể tích hữu hạn
• Tối ưu hóa cho máy tính song song vector (PVP) và siêu máy tính song song (MPP) có bộ nhớ chia sẻ và phân tán
• Hiệu suất cao nhất trên cụm máy Linux sử dụng giao tiếp rõ ràng (MPI)

Bộ công cụ mã nguồn mở miễn phí cho việc thiết lập mô hình lò hơi và phân tích kết quả mô phỏng được cung cấp kèm theo. 

Hiệu suất song song cao trên cụm Linux giúp xây dựng “Siêu máy tính” riêng với chi phí thấp để đáp ứng yêu cầu tính toán của mình.

Tuy nhiên, nếu thiếu tài nguyên tính toán khi xử lý các vấn đề của mình, chúng tôi có thể cung cấp quyền truy cập vào máy tính hiệu năng cao của chúng tôi bất cứ lúc nào.

Biết trước điều gì đang đến

Mỗi lần thay đổi nhiên liệu, cải tạo thiết bị đốt hoặc sửa đổi quy trình tổng thể đều tiềm ẩn rủi ro kỹ thuật ảnh hưởng đến vận hành an toàn và chi phí bảo trì của nhà máy. Việc nhận diện các rủi ro này kịp thời và tránh chúng trước khi trở thành hiện thực tốn kém chính là điều chúng tôi mang đến cho nhà máy.

Cách tiếp cận của chúng tôi là chuyển quy trình của nhà máy vào thực tế ảo trong môi trường mô phỏng 3D. Để đảm bảo thực tế ảo là một mô hình đáng tin cậy của thế giới thực, chúng tôi so sánh dữ liệu đo được và dữ liệu mô phỏng tại một số điểm vận hành nhất định.

Nếu mô hình ảo và thực tế khớp nhau, chúng tôi sẽ sử dụng mô hình nhà máy ảo này để giải quyết các vấn đề về đốt mà không làm gián đoạn hoạt động thực tế của nhà máy.

Tính hiệu quả của phương pháp này đã được chứng minh qua nhiều loại nồi hơi công nghiệp.

Đến nay, chúng tôi đã áp dụng kỹ thuật này thành công cho nhiều khách hàng trong rất nhiều dự án. Lợi ích tiết kiệm chi phí mà khách hàng đạt được trong các dự án này luôn vượt xa ngân sách đầu tư ban đầu.