李柏贤，刘雪东，刘文明

（常州大学 机械工程学院，常州 213164）

粉煤气化炉喷嘴旋流数对炉内流场及燃烧特性的影响

李柏贤，刘雪东，刘文明

（常州大学 机械工程学院，常州 213164）

对带旋流单喷嘴粉煤加压气化炉内多相燃烧流场，建立二维旋流对称模型进行数值模拟。计算采用涡耗散概念模型，同时考虑体积反应和焦炭表面反应，模拟多机理的湍流燃烧。通过改变喷嘴内部旋流数进行平行模拟，研究不同旋流数下炉内流场的回流分布特性以及火焰的形态和分布等燃烧特性。结果表明：带有旋流喷嘴的气化炉，炉内流场分布主要由中心回流区和外回流区的旋流涡构成；旋流数增大导致轴向速度衰减加快，延长了粉煤颗粒在炉内停留时间，但旋流过大会导致颗粒在炉顶聚集形成“死区”；旋流数S≤1.2时，火焰为锥子状，炉内整体高温不利于气化反应；旋流数S≥1.6时，炉内高温区上移至炉顶，火焰呈扁平花瓣状，扩散角过大容易形成回火；通过拟合高斯曲线得到本气化炉最佳旋流数为1.4。

气化炉；旋流数；燃烧特性；流场；数值模拟

0　引言

我国以煤为主的能源结构决定了我国必须立足国情，大力发展清洁煤技术。气流床气化技术由于其煤种适应性强，煤炭转化率高等优点被广泛应用于煤化工领域[1]。目前国内外较为主流的气流床气化技术有Shell粉煤气化技术、GSP粉煤气化技术、Prenflo粉煤气化技术和GE（Texaco）水煤浆气化技术、Global E-Gas水煤浆气化技术、多喷嘴对置式水煤浆气化炉和分级供氧水煤浆气化炉等[2]。……