刘韫砚 毛小亮 孙建兵

（天华化工机械及自动化研究设计院有限公司）

乙烯裂解炉是乙烯装置的核心设备之一，炉内的燃烧情况决定着乙烯裂解炉的运行情况。近年来，随着环保要求的提高，燃烧器燃烧产生的污染物的排放标准越来越严格，因此对燃烧器的设计及制造提出更高的要求。目前，低NOx燃烧器已普遍应用于现役乙烯裂解炉中，因此进一步开发新型低NOx燃烧器，实现低污染物排放已成为学者们重点关注的问题。

通常燃烧器的设计主要采用半经验方法：依据燃烧器的能力、燃料组成、压力和温度通过公式计算得到喷孔直径；根据所需的火焰形状和热流密度布置烧嘴；通过热态试验验证设计的合理性并加以修正，经过多次反复修正和试验最终运用在实际装置中［1］。整个过程较为繁琐。

CFD是模拟流体流动、传热及其他附加的物理化学现象的工具［2］，同样也适用于乙烯裂解炉内的燃烧模拟。CFD数值模拟的优势在于：可以快速高效地进行多方案比较；可以得到流场内各个位置上的基本物理量的分布情况；相比于传统的试验方法可以极大地降低研发费用、提高研发效率［3］。

以裂解炉为研究对象，其圆形底部燃烧器为扩散式燃烧器，采用燃料分级和烟气再循环的方法降低NOx排放量。该底部燃烧器可单独使用于裂解炉中，也可与侧壁燃烧器联合使用。笔者运用CFD技术对炉内的燃烧情况进行数值模拟，得到炉内的燃烧流动和温度分布情况，从而为低NOx燃烧器的研发和设计提供依据。……