新型内置式烟气热风炉贫氧亚高速燃烧器的结构优化研究

摘要

针对负荷为3 822 kW的内置式烟气热风炉贫氧亚高速燃烧器，利用CFD(computational fluid dynamics，计算流体力学)数值模拟方法对其燃烧性能进行研究，通过在燃烧室增设直径10 mm陶瓷稳焰棒，分析燃气喷孔间距(31～70 mm)、周向喷孔组数(4～9组)及不同稳焰棒组合方式对燃烧性能的影响，据此优化燃烧器结构。结果表明：当燃气喷孔间距为62 mm、周向喷孔组数为5组并采用十字形组合稳焰棒结构时，燃气与助燃烧结烟气混合强度显著增强，燃烧更充分，火焰稳定性有效提升；与初始结构相比，优化后燃烧室烧结烟气出口温度提升6.3%(达到1 140℃)，流速增加4.5%(至93.18 m/s),CO质量分数大幅降低70.8%(至0.003 8)。该优化方案通过稳焰棒锚定火焰以及喷孔布局强化湍流混合、旋流场调控阻力的协同作用，实现了燃烧温度、流速稳定性及污染物控制效率的同步提升。

关键词

热风炉 / 燃烧器 / 数值模拟 / 结构优化 / 稳焰棒 / 喷孔 / 污染物控制 / 燃烧性能

基金资助

国家重点研发计划项目（2020YFB1711101）; 安徽省高校自然科学基金项目（2023AH052621）; 安徽省高校质量工程项目（2023sdxx128）