带烟气循环的W型辐射管流动传热及NO_x排放特性

冯俊小^1,2，姜敏¹，周闻华¹，吴启明³，向顺华⁴

1. 北京科技大学机械工程学院2. 北京科技大学高校节能与环保工程研究中心3. 北京京诚凤凰工业炉工程技术有限公司4. 宝钢研究院

摘 要：为解决W型辐射管温度均匀性差和NOx排放过高的问题,提出了一种新型带烟气循环的W型辐射管,建立了该辐射管的数学模型,并运用数值计算的方法进行了模拟研究.在验证模型可靠的基础上,对带烟气循环的W型辐射管和常规W型辐射管的流场、温度场和NOx排放进行了比较.结果表明:带烟气循环的W型辐射管气体平均流速是常规W型辐射管气体流速的3倍,有57.6%的烟气参与再循环;带烟气循环的W型辐射管中气体燃烧最高温度为2260 K,比W型辐射管低192K;带烟气循环的W型辐射管壁面温差为166 K,比常规W型辐射管的壁面温差小76 K;带烟气循环的W型辐射管的NOx排放量9.9×10-5,而W型辐射管的NOx排放达到7.98×10-4,高出将近7倍.

关键词：辐射管;流动传热;烟气;温度;氮氧化物;气体排放;数值模拟;