孙燕锋，陈立佳

（北京航天石化技术装备工程有限公司，北京 100176）

燃烧器是加热炉系统中的核心设备，在大型方箱加热炉中，一般会设置多台燃烧器[1]，以保证输出热负荷。在加热炉运行过程中，燃烧器发生故障时通过联锁保护控制程序来保障系统的安全性。一般情况下，一到两台燃烧器发生故障时，系统可以通过相应增加其余正常运行燃烧器的负荷，保证加热炉系统继续正常运行。

在没有现场实验数据的情况下，采用数值实验方法，能够大致了解大型方箱炉炉膛内的燃烧换热状况。在对方箱炉进行设计的过程中，采用Fluent软件模拟炉膛内的燃烧过程，能够定性地指导工程设计及系统运行。

本文以某大型方箱炉为研究对象，对燃烧器正常运行工况、两台燃烧器故障工况及故障发生系统联锁调节后工况的炉膛燃烧过程分别进行了数值模拟研究，探讨了不同工况下方箱炉炉膛的换热特性，为大型方箱炉的优化设计及运行提供一定的参考依据。

1 几何模型及网格划分

本文研究对象为一立式方箱型卧管加热炉，建立的几何模型如图1所示。炉膛的炉底安装12台火焰向上的燃气燃烧器，燃料为天然气，相邻燃烧器间距为1.5 m。

图1 几何模型示意图

由于炉膛呈几何对称结构，采用数值模拟方法计算炉膛的燃烧流场时，只需对炉膛的一半建立计算模型即可。炉膛长度为18.768 m，宽度为3.357 m，高度为9.090 5 m，这里取其长度方向上的一半建立数值计算模型。数值计算时对6台燃烧器建模，每台燃烧器布置有7支燃料气喷口，中心一支，耐火砖内侧三支，耐火砖外侧三支，中心喷口前布置一圆盘形稳焰器。……