蓄热式连续加热炉是应用高温空气燃烧技术的热工设备，它在传热、节能、控制和环保诸方面比常规换热式加热炉都有了突破性的进步。
二十世纪九十年代末，高温空气燃烧技术开始在我国迅速发展，蓄热式加热炉市场占有率不断提高。虽然蓄热式炉在我国已取得一些成绩，但我国的蓄热式炉燃耗水平参差不齐。笔者通过对国内钢铁行业的5家代表性企业的蓄热炉应用调研和热工测试发现，我国的蓄热式炉的燃料以低热值的高炉煤气和混合煤气为主，蓄热式加热炉炉型结构多样，使用中普遍存在单位热耗高，炉压高，炉门冒火严重，蓄热室排烟不足，副烟道使用不当，燃烧不完全，操作不当等问题。
本文以对国内5家代表性钢铁企业的蓄热炉应用调研为基础，以对鞍钢一炼钢90t/h推钢蓄热炉式的热工测试为依托，数值分析了蓄热炉炉段间隔墙的设置和烧嘴的换向方式对炉内温度场和流场的影响。结果表明在炉段间设置隔墙，减少了炉段间辐射和对流换热，增强了各炉段流体的湍流动能和紊乱度，提高了各炉段炉温的均匀性，使炉温和炉压分布趋于合理;采用分段集中控制的换向方式蓄热式加热炉内能获得较好的温度场和流场分布。
蓄热炉炉压高的根本原因是流入和流出蓄热室的流体质量不平衡。通过理论计算加热炉燃用各种煤气时烟气和被预热介质的水当量之比发现，无论是低热值煤气还是高热值煤气，其烟气和被预热介质的水当量之比均大于1，不满足水当量比为1的条件。针对蓄热炉炉压波动的原因，提出蓄热式加热炉炉型采用蓄热—换热联用的加热炉炉型结构，把炉型和换向方式有机结合等主要解决炉压的措施。
对于燃用天然气等高热值煤气的蓄热炉，烧嘴的结构和操作参数对炉内温度场、流场和NOx的排放有着决定性的影响。本文运用数值模拟的方法对工程中一种常用的空气分级燃烧的烧嘴进行了数值分析。结果表明，一次空气与煤气的初级燃烧可以增大火焰体积，降低火焰温度峰值，提高炉温分布的均匀性和减少NOx的排放;一次空气和煤气的预热方式对燃烧空间的温度场和NOx浓度场有影响，当采用一次空气和煤气双预热或是均不预热时，可以获得较好的温度场和较低的NOx的排放;二次空气喷口和煤气喷口间距对温度场、流场和NOx浓度场都有影响，温度场和NOx浓度场随着两者喷口间距的增大呈不规则变化。在一定程度上增加两者间距可获得较好的温度场和流场以及较低的NOx排放，过小的间距会导致NOx的大量产生。
- 作 者：
- 王超
- 学科专业：
- 热能工程
- 授予学位：
- 硕士
- 学位授予单位：
- 东北大学
- 导师姓名：
- 杜涛
- 学位年度：
- 研究方向：
- 语 种：
- chi
- 基金项目：
