摘要高温空气燃烧技术通过回收炉膛排放烟气的余热,将助燃空气加热至800℃~1000℃以上的高温,烟气排放温度降低到稍高于烟气露点温度;高温预热后的助燃空气与燃料射流在炉内混合形成扩散燃烧,从而使得热利用率提高很多.与传统燃烧方式相比,运用该技术可以节约能源最高至60％、设备尺寸减少可达30％左右.该文利用实验和数值模拟的方法,对高温空气燃烧特性进行了分析研究.该文作者自行设计了高温空气电加热器,经过多次试验测量及改进,具有结构简单、保温效果良好、调节方便等特点,可将助燃空气加热到工作温度.在实验室内,对燃烧城市煤气的三喷口直喷式高温空气烧嘴炉内温度分布进行了测量,同时对尾部烟气中的NO<,X>含量进行了测定.并对实验工况进行了数值模拟,模拟结果与实验结果在温度分布趋势上基本吻合.另外,该文分析了某钢铁厂均热炉燃烧系统的现况.通过计算可知,采用高温空气燃烧可以节约燃气12.41％~18.85％,节能效益明显.应用数值模拟方法,对采用高温空气燃烧技术改造该均热炉的不同方案优缺点进行了比较,得到了最佳改造方案.通过分析不同燃气预热温度及喷口间距工况下的数值模拟结果,可知炉内温度分布较原有旋流燃烧方式均匀,温度不均匀系数由33.18降低到19左右.在入炉热量相等的前提下,炉内平均温度增加302~363K.但是,燃烧产生的氮氧化物生成量随着燃气预热温度升高而增加最后,该文对最佳改造工况下的非稳态燃烧过程进行了数值模拟研究.分析了在换向前后炉内温度场、速度场分布的变化规律以及炉内钢坯的受热均匀程度.结果认为,交替换向燃烧使炉内温度场、速度场交替变化,温度场比较均匀.另外,该文首次对炉内钢坯的受热情况进行了数值模拟,发现高温空气燃烧技术的加热效果要好于原旋流燃烧系统.