高溫空氣燃燒的實驗和數(shù)值模擬研究.pdf

1、摘要高溫空氣燃燒技術(shù)通過回收爐膛排放煙氣的余熱,將助燃空氣加熱至800℃~1000℃以上的高溫,煙氣排放溫度降低到稍高于煙氣露點溫度;高溫預熱后的助燃空氣與燃料射流在爐內(nèi)混合形成擴散燃燒,從而使得熱利用率提高很多.與傳統(tǒng)燃燒方式相比,運用該技術(shù)可以節(jié)約能源最高至60％、設(shè)備尺寸減少可達30％左右.該文利用實驗和數(shù)值模擬的方法,對高溫空氣燃燒特性進行了分析研究.該文作者自行設(shè)計了高溫空氣電加熱器,經(jīng)過多次試驗測量及改進,具有結(jié)構(gòu)簡單、保溫

2、效果良好、調(diào)節(jié)方便等特點,可將助燃空氣加熱到工作溫度.在實驗室內(nèi),對燃燒城市煤氣的三噴口直噴式高溫空氣燒嘴爐內(nèi)溫度分布進行了測量,同時對尾部煙氣中的NO<,X>含量進行了測定.并對實驗工況進行了數(shù)值模擬,模擬結(jié)果與實驗結(jié)果在溫度分布趨勢上基本吻合.另外,該文分析了某鋼鐵廠均熱爐燃燒系統(tǒng)的現(xiàn)況.通過計算可知,采用高溫空氣燃燒可以節(jié)約燃氣12.41％~18.85％,節(jié)能效益明顯.應用數(shù)值模擬方法,對采用高溫空氣燃燒技術(shù)改造該均熱爐的不同方案

3、優(yōu)缺點進行了比較,得到了最佳改造方案.通過分析不同燃氣預熱溫度及噴口間距工況下的數(shù)值模擬結(jié)果,可知爐內(nèi)溫度分布較原有旋流燃燒方式均勻,溫度不均勻系數(shù)由33.18降低到19左右.在入爐熱量相等的前提下,爐內(nèi)平均溫度增加302~363K.但是,燃燒產(chǎn)生的氮氧化物生成量隨著燃氣預熱溫度升高而增加最后,該文對最佳改造工況下的非穩(wěn)態(tài)燃燒過程進行了數(shù)值模擬研究.分析了在換向前后爐內(nèi)溫度場、速度場分布的變化規(guī)律以及爐內(nèi)鋼坯的受熱均勻程度.結(jié)果認為,交