旋流器應用于小功率蓄熱式燃燒器的研究

1 概述

蓄熱式燃燒技術(HTAC)

是20世紀90年代發達國家開始推廣應用的一種全新的燃燒技術。該技術采用蓄熱式煙氣余熱回收裝置，使空氣與高溫煙氣交替流經蓄熱體，最大程度回收高溫煙氣的顯熱，節能30%以上。由于助燃空氣可預熱至800～1 000 ℃，燃燒區含氧量為2%～21%，真正實現了高溫低氧燃燒，火焰與傳統火焰迥然不同

。與傳統燃燒相比，蓄熱式燃燒技術具有節能、降低NO

排放、降低燃燒噪聲的優點,被譽為21世紀關鍵技術之一

。

目前，大功率(300 kW以上)的蓄熱式燃燒器在工業領域(如梭式窯

、隧道窯

、陶瓷爐窯

、輥道窯

和垃圾焚燒處理爐

等)已有較多研究和初步應用。歐儉平等

對蓄熱式燃燒技術應用于冶金設備、燃氣輻射管進行了理論分析和實驗測試。CHO等

研究了300 kW蓄熱式加熱爐的傳熱和排放特性，該爐配有3對蓄熱式燃燒器，比較了對于平行和交錯燃燒，兩種燃燒器配置在排放(NO、CO)和溫度均勻性方面的特點。YANG等

、SU等

、WANG等

、LIU等

采用數值模擬方法，分別計算了高溫空氣燃燒過程的溫度場、速度場、火焰特性，并提出了相應的優化策略。RAFIDI等

實驗研究了HTAC火焰特性對工業試驗爐內傳熱強度和均勻性的影響，測量了爐內幾個位置的瞬時和平均溫度、熱流量、煙氣成分。

在小型爐窯的應用中，蓄熱式燃燒器尚存在低溫區范圍大、爐壓波動大等穩定性問題。若能適當減小蓄熱式燃燒功率，將極大促進燃氣行業的工業節能技術水平。

本文依托小型加熱爐試驗臺，采用數值模擬與實驗相結合的方法，對旋流器應用于小型蓄熱式燃燒器進行了初步研究，測試了功率為50 kW燃燒器的實際運行情況，并對燃燒溫度、蓄熱體溫度、換向時間、NO