空气预热温度对天然气加热炉内温度场和NOx排放的影响

摘要

作为一种特殊的炉型形式,天然气加热炉不仅是天然气工业中不可或缺的设备,同时也是天然气运用过程中的主要耗能设备.天然气在一次能源消耗结构中的占比越来越高,对加热炉的不断研究将助力天然气工业朝着节能环保的方向发展.为了研究不同空气预热温度对130kW天然气加热炉内温度场和NOx排放的影响,本文分别采用了DO离散坐标辐射模型和P-1辐射模型、标准k-ε双方程湍流模型、非预混燃烧模型和热力型NOx污染物模型对加热炉内温度场和浓度场进行数值模拟和分析.结果表明:随着空气预热温度的升高,火管内燃烧区域提前,燃烧放热量和对流管束内被加热气体吸热量先增后减,NOx排放浓度不断增加.综合分析后得出燃烧器进口空气的最佳预热温度为400 K,此时燃烧放热量和对流管束吸热量最高,且NOx排放浓度低于国家标准.研究结果为天然气加热炉的实际运行及优化设计提供参考.