唐宗旺，苏福永

(1.江苏省常宝普莱森钢管有限公司，常州 213212;2.北京科技大学能源与环境工程学院，北京 100083)

0 引 言

燃气辐射管是一种常见的工业加热装置。在辐射管中燃气进行燃烧，所产生的高温燃烧烟气将热量传递给辐射管壁，辐射管壁又将热量主要以热辐射的形式传递给被加热产品[1-3]。跟间接加热的方式相比，燃烧产生的高温烟气并不与被加热产品相接触，从而大大降低了燃烧气氛对产品质量的损害程度，故能非常适合应用于对产品质量要求较高的场合。

传统燃气辐射管加热装置由于采用间壁式热回收装置，只能将空气预热到200～500 ℃，烟气余热回收并不充分，回收效率仅为30%左右[4-5]。蓄热式辐射管采用蓄热燃烧技术将空气温度提高到1 000 ℃以上，极大地回收了烟气的余热，同时也不可避免地带来了管壁温度分布不均匀及NOX生成量的大幅升高。对此国内外学者通过数值模拟及实验研究对蓄热式辐射管的结构、蓄热体结构优化等进行了诸多研究，取得了一定的进展，但对于结合实际使用状况的操作参数优化方面还有欠缺[6-8]。本文针对W型蓄热式辐射管开展研究，通过数值模拟的方式对二次空气预热温度及空燃比等操作参数对辐射管内温度场、NOx生成量等进行了分析，为蓄热式技术在W型辐射管的应用提供了理论支撑。

1 辐射管物理模型及数学模型

1.1 W型蓄热式辐射管内热过程物理模型

W型蓄热式辐射管加热装置由1对蓄热式燃烧系统和1根W型辐射管组成，蓄热式燃烧系统分别有一二次空气供给系统、燃料供给系统、排烟系统、一二次空气喷口、燃料喷口和换向系统组成，如图1所示。……