歧化加热炉作为甲苯歧化工艺重要的供热设备,其安全稳定运行对于甲苯歧化工艺具有重要的意义。国内某炼化厂歧化炉在运行过程中有两个突出问题:一是烟道处噪音很大,二是辐射室相通,共用对流室的炉体一体化结构会造成辐射室之间出现烟气串气现象,影响传热。针对该歧化炉所存在的问题,本文采用CFD的方法对该歧化炉进行了数值模拟研究,通过考察炉膛内烟气流动情况的详细信息,得到该歧化炉烟道处噪音问题所在以及炉体一体化所带来的影响。进而模拟分析了相应结构和操作的优化措施对炉内烟气流动的影响,为该歧化炉优化设计提供指导与参考。本文利用已有的加热炉综合模拟模型和现场实际条件对该歧化炉进行了流动模拟研究,分析了该歧化炉内烟气流动的详细信息。结果显示,该歧化炉在运行过程中烟道处产生较大噪音的原因在于其中F101烟道内烟气流速过大,流动阻力较大,而这与该歧化炉中的F101加热炉结构是有关的,此外F101、F102烟道处进入对流室的烟气有着严重的偏流性,会影响对流室中的传热;而炉体一体化所带来的问题体现在该歧化炉中加热炉炉膛之间串气现象比较严重,需要通过操作条件的优化来改善。在了解问题所在基础上,首先从整体结构优化出发,加高F101辐射室高度使之与其它辐射室同高,模拟结果显示炉膛内串气现象有些许改善,而烟道问题未得以改善。然后针对局部结构,分别考察了烟道倾角角度、烟道高径比以及火墙高度对歧化炉烟气流动的影响,发现当烟道倾角角度为53°、烟道高径比为0.93时,烟道处问题都能得到较好解决,而火墙高度为8.0m时,辐射室上方流动更均匀。最后针对炉体一体化结构带来的操作难度,通过改变过剩空气系数、操作负荷、燃烧器工作状态三个操作条件,重点考察炉膛内燃烧器之间的烟气流动相互干涉作用以及炉膛之间的串气现象,结果显示过剩空气系数为1.10或者操作负荷为110%炉膛内串气现象得到明显改善,而F103炉膛中间一组燃烧器停止工作,能够改善串气现象的同时解决F101、F102烟道上方对流室偏流问题。