新型裂解炉低NOx燃烧器的数值模拟研究

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1、学校代码10459学号或申请号201512232822密级硕士学位论文新型裂解炉低NOx燃烧器的数值模拟研究作者姓名：夏文娟导师姓名：王定标教授学科门类：工学专业学位名称：热能工程培养院系：化工与能源学院完成时间：2018年4月AthesissubmittedtoZhengzhouUniversityforthedegreeofMasterNumericalSimulationofNewLow-NOxBurnersinNewCrackingFurnaceByWenjuanXiaSupervisor:Prof.DingbiaoWa

2、ngThermalEngineeringSchoolofChemicalEngineeringandEnergyApril2018原创性声明本人郑重声明：所呈交的学位论文，是本人在导师的指导下，独立进行研究所取得的成果。除文中已经注明引用的内容外，本论文不包含任何其他个人或集体已经发表或撰写过的科研成果。对本文的研究作出重要贡献的个人和集体，均已在文中以明确方式标明。本声明的法律责任由本人承担。学位论文作者：日期：年月日学位论文使用授权声明本人在导师指导下完成的论文及相关的职务作品，知识产权归属郑州大学。根据郑州大学有关保留、使

3、用学位论文的规定，同意学校保留或向国家有关部门或机构送交论文的复印件和电子版，允许论文被查阅和借阅；本人授权郑州大学可以将本学位论文的全部或部分编入有关数据库进行检索，可以采用影印、缩印或者其他复制手段保存论文和汇编本学位论文。本人离校后发表、使用学位论文或与该学位论文直接相关的学术论文或成果时，第一署名单位仍然为郑州大学。保密论文在解密后应遵守此规定。学位论文作者：日期：年月日关于同意使用本人学位论文的授权书中国科学技术信息研究所是国家科技部直属的综合性科技信息研究和服务机构，是国家法定的学位论文收藏单位，肩负着为国家技术创新

4、体系提供文献保障的任务。从六十年代开始，中国科学技术信息研究所受国家教育部、国务院学位办、国家科技部的委托，对全国博/硕士学位论文、博士后研究工作报告进行全面的收藏、加工及服务，迄今收藏的国内研究生博/硕士论文已经达到100多万册。学位论文是高等院校和科研院所科研水平的体现，是研究人员辛勤劳动成果的结晶，也是社会和人类的共同知识财富。为更好的利用这一重要的信息资源，为国家的教育和科研工作服务，在国家科技部的大力支持和越来越多的专家学者提议下，中国科学技术信息研究所和北京万方数据股份有限公司承担并开发建设了《中国学位论文全文数据库

5、》的加工和服务任务，通过对学位论文全文进行数字化加工处理，建成全国最大的学位论文全文数据库，并进行信息服务。本人完全了解《中国学位论文全文数据库》开发建设目的和使用的相关情况，本人学位论文为非保密论文，现授权中国科学技术信息研究所和北京万方数据股份有限公司将本人学位论文收录到《中国学位论文全文数据库》，并进行信息服务(包括但不限于汇编、复制、发行、信息网络传播等)，同时本人保留在其他媒体发表论文的权利。论文题目：新型裂解炉低氮燃烧器燃烧特性及NOx排放的数值模拟研究毕业院校：郑州大学毕业时间：2018年6月论文类型：博士论文□硕

6、士论文博士后研究报告□同等学力论文□授权人签字：日期：年月摘要随着科技的快速发展，环境污染与能源危机越来越受到社会各界的重视。乙烯裂解炉作为能源利用大户，其节能减排是目前非常重要的研究课题。因此，研究乙烯裂解炉燃烧及低NOx燃烧技术具有重要意义。本文以某石化厂大型乙烯裂解炉的低NOx燃烧为研究目标，利用CFD技术对新型裂解炉燃烧器排布型式及新型低NOx燃烧器的燃烧特性进行了研究。本文的主要研究工作和成果如下：1.应用FLuent软件对现役乙烯裂解炉进行了数值模拟研究。分析结果表明：（1）现役裂解炉侧壁燃烧器采用多排布置，其进气

7、方式为水平进入，水平流出，造成炉膛上部燃烧火焰叠加，温度较高；（2）温度场的均匀性差，温度场呈“上高下低”分布，炉膛上方高温区域促进了NOx的产生，炉膛出口NOx排放浓度为37.4ppm；（3）现役裂解炉底部和侧壁燃烧器的排布形式和燃烧器结构问题是NOx排放量较多的关键因素。（4）与工业运行数据对比分析，发现炉膛出口烟气温度模拟值为1619.84，工业数据为1604.15-1637.15，相对误差为0.5%；出口O2百分比为2.33%，工业数据为1.22%-2.96%，相对误差为10.3%，，验证了模拟计算方法与结果的准确性。2

8、.针对现役裂解炉存在的问题，提出新型乙烯裂解炉排布型式，其侧壁燃烧器采用单排布置且入口段水平、出口段竖直。并综合燃气分级及多点分散燃烧两种低NOx燃烧技术，设计出新型低NOx燃烧器；提出温度场均匀指数TUI作为衡量燃烧室温度场均匀性标准。对新型裂解炉及新型低NO