过程工程学报 ›› 2025, Vol. 25 ›› Issue (7): 748-760.DOI: 10.12034/j.issn.1009-606X.224343
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丁雨晨1,2, 王俊杰1, 蔡军1,2,3, 朱治平1,2*
Yuchen DING1,2, Junjie WANG1, Jun CAI1,2,3, Zhiping ZHU1,2*
摘要: 流态化预热燃烧技术用于回转窑燃烧可以有效降低单位产品燃料消耗且具有燃料适应性广和NOx排放低等优点。但与煤粉相比,预热燃料的燃烧特性具有显著差异。本工作采用计算流体力学研究了预热温度、回转窑内过量空气系数和多通道燃烧器轴流风通道动量等因素对高温预热燃料在回转窑内燃烧过程的影响,并结合课题组前期对多通道燃烧器旋流数的研究,通过正交设计法结合矩阵分析法获得了四个因素对燃烧特性影响的重要程度以及综合燃烧性能最佳的参数组合。结果表明,随着预热温度增大,火焰变粗和变短;随着过量空气系数增大,火焰先变长后变短;随着燃烧器轴流风通道动量增加,火焰先变短变粗后变长变细。四个因素对燃烧特性影响的重要程度分别为预热温度>燃烧器轴流风通道动量>旋流数>过量空气系数,最佳参数组合为旋流数0.2、预热温度850℃、过量空气系数1.1、燃烧器轴流风通道动量0.5 N/MW。优化后的工况相较于原始工况火焰长度增长了47%、烧成带区域壁面平均热通量提高37%、烧成带区域壁面最大热通量提高80%。