[发明专利]一种环壁保护燃烧炉及其传热传质数值模拟方法

摘要

本发明公开了一种环壁保护燃烧炉及其传热传质数值模拟方法，环壁保护燃烧炉包括燃烧器和设置在燃烧器前端的燃料气进口，在燃烧器的壳体上设有空气进口、环壁保护风进口、过程气进口环腔和过程气出口，在过程气进口环腔上设置有过程气进口，在燃烧器的壳体内设置有耐火隔热衬里。在燃烧器的壳体内设置有保护气旋流片和分流孔；在燃烧器的壳体内设置有与过程气进口环腔相通的过程气进炉分配管；所述过程气进炉分配管沿壳体圆周方向均布并与壳体中轴线成45°～60°的夹角。本发明的积极效果是保证了燃烧气体和空气的充分预混合；对燃烧炉的耐火材料衬里起到保护作用；计算方法便于在改进和使用过程中提供指导。

主权项

一种环壁保护燃烧炉的传热传质数值模拟方法，所述燃烧炉包括燃烧器和设置在燃烧器前端的燃料气进口，在燃烧器的壳体上设有空气进口、环壁保护风进口、过程气进口环腔和过程气出口，在过程气进口环腔上设置有过程气进口，在燃烧器的壳体内设置有耐火隔热衬里，其特征在于：包括如下步骤：步骤一、对燃烧炉内的流动燃烧过程建立几何模型；步骤二、对几何模型进行网格划分并进行数值求解；步骤三、拟合保护风流量随过程气流量变化的函数关系；步骤四、对模拟结果进行验证：当模拟结果与运行数据误差在5%‑10%以内时，则进入步骤五；否则，返回步骤一；步骤五、壁面传热模拟计算；步骤六、对燃烧炉内壁不同温度下建立隔热层厚度、耐火层厚度与壳体外壁温度的函数关系；步骤七、根据模拟结果拟合得到过程气流量与燃烧炉接口面积和体积之间的函数关系，其中：（1）过程气流量与燃烧炉体积之间的函数关系为： V=4.26833×G×10‑4其中，G为过程气流量，V为燃烧炉体积；（2）过程气流量与燃烧炉接口面积的函数关系为：S=3.83188×G0.66667×10‑4其中，S为燃烧炉接口面积。