火炬系统是炼厂重要的安全环保设施,其作用是在开停工、非正常工况以及事故状态下将含有烃类、硫化氢等各类有机物的火炬气进行燃烧处理。但在燃烧处理过程中,火炬气往往不能完全燃烧,火炬冒黑烟事故频发。目前主要采用向火炬头（火炬系统负责燃烧火炬气的装置）处喷入高压蒸汽来减少黑烟,提升燃尽率。其中火炬头的引射装置是喷射蒸汽的主要结构。该装置可实现对火炬头附近的空气进行卷吸,即具有引射空气的能力。引射装置引射能力越强,较少的水蒸气可引射较多的空气,既可以减少蒸汽用量,节约成本,又能促进火炬气燃烧更充分,因此蒸汽引射装置引射空气的能力对火炬头的处理能力具有决定性的影响。基于此,本文主要开展以下工作:（1）设计出一种可实现分流燃烧和中心助燃的新型火炬头,通过对其结构参数进行改进,提高火炬头蒸汽引射装置的引射系数,进而提高火炬气的燃烧效率。（2）通过建立蒸汽引射装置仿真模型,采用Fluent软件分析了引射装置间距、喉管直径、锥角等结构参数对引射系数的影响;利用线性回归算法对引射装置的喷嘴与文丘里管的间距、锥角、喉管直径等参数进行综合改进,获得了引射装置整体结构改进方案,提高了引射装置的引射系数。（3）利用fluent的燃烧模块对改进后的火炬头开展了燃烧模拟,对反应物浓度、生成物浓度和污染物浓度进行分析,设计的火炬头能够满足国家VOC环保要求。（4）利用相位多普勒粒子分析仪（PDPA）搭建了实验平台,通过实验测量,分析了间距、锥角和混合管直径对引射系数的影响。仿真与实验结果一致,验证了本文提出的仿真方法,其改进后的蒸汽引射装置能满足现场对火炬头性能的要求。改进后的火炬头引射系数达到15以上,火炬气燃烧后污染物排放远低于国家标准,可以满足现场应用要求。