低熱值高溫煤氣燃燒器流場冷態(tài)試驗及模擬研究.pdf

1、高溫煙氣在鋼鐵、水泥、冶金等行業(yè)應用廣泛，針對高溫煙氣發(fā)生工藝以及工業(yè)窯爐難以利用劣質煤的現(xiàn)狀，煤燃燒試驗室開發(fā)了結合流化床煤氣化以及流化床燃燒技術的超高溫煙氣發(fā)生工藝，本文對工藝過程進行了描述，針對低熱值高溫煤氣和高溫含氧煙氣的特點，設計了適用于此工藝的一種套筒式旋流燃燒器，在冷態(tài)模型臺架上完成對各工況下燃燒器旋流流場的測量，用工程模擬軟件Fluent模擬三維熱態(tài)燃燒，以得到燃燒器的優(yōu)化設計，以適應超高溫煙氣發(fā)生工藝在回轉窯煅燒生產中

2、的需求。
　　 低熱值高溫煤氣燃燒器是整個超高溫煙氣發(fā)生工藝的關鍵部件之一，由于該工藝的設備較多、系統(tǒng)復雜，產生的煤氣和煙氣均在900℃左右，不宜用結構過于復雜的三通道或多通道燃燒器，在滿足燃燒效果和系統(tǒng)安全的前提下，設計了加裝旋流葉片式的套筒式燃燒器形式，并根據(jù)冷態(tài)?；碛嬎憬Y果，建造燃燒器冷態(tài)測量系統(tǒng)。試驗采用五孔探針測量系統(tǒng)進行測試，得到了不同旋流葉片角度、數(shù)量、位置，以及不同內外質量流量比等各個工況下軸向、切向、徑向速

3、度的變化情況，最終分析得出旋流葉片的角度和位置對改變旋流流場的狀況影響最為明顯。
　　 實際工況中，原料氣體在以回轉窯為燃燒室的燃燒狀況，是直接關系工藝最終實現(xiàn)的關鍵。本文結合具體項目，根據(jù)冷態(tài)流場測量得到的最佳設計參數(shù)，用Gambit軟件進行三維立體建模并劃分網格，采用CFD工程模擬軟件Fluent進行高溫煤氣在以回轉窯為燃燒室內燃燒特性模擬，包括溫度場、速度場以及壓力場等。模擬得到的火焰溫度為1780K，即1503℃，最高速