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第12期 夏德宏等：烟气自循环式低氧燃烧器燃烧过程的数值模拟 ,1619 冷空气 气量将空气中氧的体积分数从22%降到17%左右 高温排烟口 热空气 该燃烧器稳定运行一个月后，根据现场实测的数据， 回收 热空气 采用该低氧燃烧器的保温炉和常规燃烧的保温炉的 低氧燃烧器 具体技术指标对比见表3， 由表3可以看出，采用烟气自循环式低氧燃烧 出液口 低氧燃烧器 器的保温炉燃烧条件得到改善，可以采用较小的空 保温区 提温区 气过剩系数以维持稳定的完全燃烧，减少了烟气量， 减少了炉子排烟带走的热损失，炉子燃料消耗量相 应也有所降低，热效率得到提高·同时由于低氧燃 图5应用现场示意图 Fig.5 Schematic of the application site 烧的实现，炉温的均匀性提高，局部高温区减少，氧 含量降低，使得氧化烧损大幅减少，带来了可观的经 由于现场空气的预热温度为500℃，因此为了 济效益，该低氧燃烧器的应用实践证明了其合理 保证燃烧的稳定性，通过控制喉部面积使卷吸的烟 性，值得深入研究并进一步推广· 表3两种燃绕方式下保温炉技术指标对比 Table 3 Comparison of the technical parameters of holding furnaces in two types of combustion 空气 排烟 单位产品热耗/ 改造后燃料 氧化 燃烧方式 热效率/% 过剩系数 温度/℃ (GJ--) 节约率/% 烧损/% 常规燃烧 1.2 230 1.3 61 2.3 低氧燃烧 1.05 200 1.13 0 13 1.5 [5]Wang Z M.The thermal energy engineering law of combustion in 5结论 the state of high temperature and low tense of oxygen and its en 低氧燃烧的实现对于工业炉窑至关重要，目前 larging application.Energy Metall Ind,2003.22(2):24 (王政民·高温低氧燃烧方法的热工规律和扩大应用。冶金能 采用的低氧燃烧技术都有较大的局限性，烟气自循 源，2003,22(2)：24) 环式低氧燃烧器的开发较好地克服了几种传统低氧 [6]Gao G Y,Yang B.Liu W C.et al.Application and predication of 燃烧方式的缺点，科学的分析和巧妙的设计，实现 high temperature air combustion//The Seventh National Indus- 了烟气自循环的低氧燃烧方式，同时，本文通过大 trial Furnoce Academie Symposium.Langhou.2006:329 (高广轶，杨冰，刘文超，等.高温空气燃烧技术的研究与应用 量的数值模拟，分析了喉部面积对低氧燃烧的影响 ∥第七届全国工业炉学术年会论文集.兰州，2006：329) 规律，为烟气自循环式低氧燃烧器的设计提供了理 [Peng H Y.Jiang S J.Zbou J M.Development and application of high 论依据， temperature air combustion technology.Ind Heat,004(3)4 (彭好义，蒋绍坚，周子民·高温空气燃烧技术的开发应用、技术 参考文献 优势及其展望.工业加热，2004(3)：4) [1]Li J,Li JS.The experimental study on regenerative heat transfer [8]Wang L J.Li A M.Li J H,et al.Numerical simulation of coupled in high temperature air combustion.J Therm Sci.2004,13(4): heat transfer in Hitac furnace.Chin J Comput Phys.2005,22 366 (1):77 [2]Ishii T.Zang C.Hino Y,et al.The numerical and experimental (王力军，李爱民，李继怀，等.高温空气燃烧炉内耦合传热的 study of non premixed combustion flames in regenerative fur- 数值模拟.计算物理，2005,22(1)：77) naces.J Heat Transfer,2000.122(2):287 [9]Xia D H.Zhang G.Guo L,et 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technical parameters of holding furnaces in two types of combustion 燃烧方式 空气 过剩系数 排烟 温度／℃ 单位产品热耗／ （GJ·t －1） 热效率／％ 改造后燃料 节约率／％ 氧化 烧损／％ 常规燃烧 1∙2 230 1∙3 61 — 2∙3 低氧燃烧 1∙05 200 1∙13 70 13 1∙5 5 结论 低氧燃烧的实现对于工业炉窑至关重要目前 采用的低氧燃烧技术都有较大的局限性烟气自循 环式低氧燃烧器的开发较好地克服了几种传统低氧 燃烧方式的缺点．科学的分析和巧妙的设计实现 了烟气自循环的低氧燃烧方式．同时本文通过大 量的数值模拟分析了喉部面积对低氧燃烧的影响 规律为烟气自循环式低氧燃烧器的设计提供了理 论依据． 参 考 文 献 ［1］ Li JLi J S．The experimental study on regenerative heat transfer in high temperature air combustion．J Therm Sci200413（4）： 366 ［2］ Ishii TZang CHino Yet al．The numerical and experimental study of non-premixed combustion flames in regenerative furnaces．J Heat T ransfer2000122（2）：287 ［3］ Flamme M．Low NO x combustion technologies for high temperature applications．Energy Convers Manage200142（15）：1919 ［4］ Li H YWang H．Performance compare analyses of high temperature air combustion and oxyboosted combustion technology．Ind Heat2003（5）：9 （李洪宇王华．低氧燃烧与富氧燃烧的性能比较分析．工业加 热2003（5）：9） ［5］ Wang Z M．The thermal energy engineering law of combustion 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