石油化工设备技术 ›› 2024, Vol. 45 ›› Issue (3): 60-66.doi: 10.3969/j.issn.1006-8805.2024.03.013
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王文奇,高宇乐,郭晔媛
Wang Wenqi, Gao Yule, GuoYeyuan
摘要: 文章主要研究管式加热炉甲烷掺氢比对燃烧及NOx排放的影响,为此基于管式加热炉, 分别在1号炉测试圆形燃烧器, 在3号炉测试附墙燃烧器。利用fluent中的FGM燃烧模型耦合GRI-Mech 3.0详细反应机理,结合热态实测烟气温度对其燃烧进行数值计算, 研究分析管式加热炉甲烷掺氢比对燃烧及NOx排放的影响。甲烷掺氢比控制在0%~60%(体积百分数)。研究结果显示: 1)随着掺氢比的提升, 1号炉NOx排放量(标准状态,下同)由75 mg/m3上升至100 mg/m3,3号炉NOx排放量由63 mg/m3下降至50 mg/m3; 2)随着掺氢比的提升,温度高于1 500 ℃时, 1号炉热斑主要分布在燃烧器喷口之内且面积不断增大, 3号炉热斑主要分布在燃烧器喷口之外且面积不断减小; 3)在节能减排方面, 相对于20%的掺氢比, 掺氢比为60%时, 1号炉换热效率提升了4.53%, 3号炉换热效率提升了0.52%,烟气中二氧化碳减排26%;4)上述结果表明,掺氢提升NOx排放,但炉内烟气内循环却减少NOx排放,燃烧器最终的NOx排放结果受到掺氢和烟气内循环综合效果的影响。