管式加热炉空气分级燃烧器的cfd研究

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1、石油学报(石油加工)2013年12月ACTAPETROIEISINICA(PETROIEUMPROCESSINGSECTIoN)第29卷第6期文章编号：1001-8719(2013)06—1040—07管式加热炉空气分级燃烧器的CFD研究刘波，王书磊，王元华，赵华璋，关俊岭。，王向宏。(1．华东理工大学化学工程联合国家重点实验室，上海200237；2．中国石化扬子石油化工有限公司江苏南京211521；3．中国石化西北油田分公司，新疆乌鲁木齐830011)摘要：以某炼油厂管式加热炉空气分级燃烧器为研究对象，应用计算流体力学(CFD)软件FLUENT，研究了二次风分级比R(二次空气与总空气体积之

2、比)为0．5、0．6、0．7、0．8和0．85的5种不同工况下，辐射室内速度、温度、组分浓度、火焰高度和NO生成速率的变化规律。结果表明，由于射流卷吸的作用，辐射室内存在较大范围的回流区。当R由0．5增至0．85时，辐射室对称面平均温度基本不变，出口温度升高0．65％，壁面热通量下降1．65，火焰高度增加0．44倍，NO排放体积分数由214．4L／L迅速下降至37．9L／I。在温度和氧气浓度较高的燃气／空气混合接触面上，热力型NO形成较多；在低温富燃的火焰前端区，快速型NO形成较多。当R为0．8时，炉内温度分布均匀、燃烧完全且烟气NO浓度较低，可作为燃烧器设计和现场调节的优化参考值。关键词：

3、管式加热炉；空气分级燃烧器；火焰高度；氮氧化物中图分类号：TK223．23文献标识码：Adoi：10．3969／j．issn．100l_8719．2Ol3．06．017CFDStudyonAirStagedBurnerofTubeFurnaceIIUBo，WANGShulei。，WANGYuanhua，ZHAOHuazhang。GUANJunling。，WANGXianghong。(1．StateKeyLaboratoryofChemicalEngineering，EastChinaUniversityofScienceandTechnology，Shanghai200237，China；2

4、．YangziPetrochemicalCompanyLimited，SINOPEC，Nanjing211521。China3．NorthwestOilFieldCompany，SINOPEC，Urumqi830011，China)Abstract：Anumerica1simulationofthecombustionprocess，whichwasbasedontheairstagedburnerofarefinery，wascarriedoutbyusingtheCFD(Computationalfluiddynamics)softwareFLUENT．Somerelatedparame

5、ters，suchasvelocity，temperature，componentdistribution，flameheight，thermalNOproductionrate，promptNOproductionrateandSOon，wereobtainedunderthesecondarystagedairvolumerateRof0．5，0．6，0．7，0．8and0．85，respectively．Theresultsshowedthattherewasalargecornerrecirculationzoneinradiationsectionduetotheentrainme

6、nt．WhenRincreasedfrom0．5to0．85，thefurnacesymmetryaveragetemperaturemaintainedconstant，whilethefurnaceoutlettemperatureincreasedby0．65，theradiationsurfaceheatfluxdeclinedby1．65，theflameheightincreasedby0．44timesandthevolumefractionofNOinemissiongasdeclinedfrom214．4#L／Lto37．9／~L／L．Thetherma1NOwasform

7、edatthefuel／airmixingsurfacewithhightemperatureandrichoxygenandthepromptNOwasformedatthefuelrichflamefrontwithlowertemperature．Amongthefiveexperimentalcases，Rof0．8canbeused收稿日期：2012-12-31基金项目：中国石油化工股份有限公司项目