为探究轧钢加热炉炉宽方向的温度均匀性问题,调研了某钢厂轧钢加热炉炉用燃烧器,该燃烧器主要提供炉宽方向的供热。针对该燃烧器在实际生产中出现的随负荷降低而引起的火焰变短和NO含量剧增问题进行数值模拟。数值模拟用Fluent软件进行,采用了标准的k-ε湍流模型和β函数简化的PDF湍流扩散燃烧模型,模拟了炉用燃烧器、三种同心圆燃烧器、两种三段圆弧型燃烧器共六种燃烧器在三种负荷下的燃烧特性。模拟发现炉用燃烧器确实存在随负荷降低火焰长度变短和NO含量剧增问题。查阅相关文献得出,空煤气不同混合程度对燃烧有影响。结合同轴射流扩散燃烧的特点,自行设计了三种不同圆环间距的同心圆燃烧器、二种不同圆环间距的三段圆弧型燃烧器。设计不同的圆环间距是为了探究空气和煤气不同的混合条件对燃烧器温度和NO的影响。通过对6种燃烧器的速度、温度、H₂消耗、NO进行对比分析发现:随着负荷的降低,炉用燃烧器火焰变短和NO含量剧增;随着负荷的降低,同心圆燃烧器和三段圆弧型燃烧器火焰长度基本不变,NO含量增加较少;在同一负荷下,随着圆环距离的增加,三种同心圆燃烧器高温区温度出现变化,高温区出现的位置出现变化,NO含量增加。