试析乙烯裂解炉辐射段的三维数值模拟研究

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1、北京化工大学硕士研究生学位论文题Et乙烯裂解炉辐射段的三维数值模拟研究日期：二oo七年五月十日1北京化工大学位论文原创性声明J!』!IIIIIIllIIIllflJIIIIIIIJIIIIIIIlIII删Y18110IIIII4I411113IIII／JJ1lIll。本人郑重声明：所呈交的学位论文，是本人在导师的指导下，独立进行研究工作所取得的成果。除文中已经注明引用的内容外，本论文不含任何其他个人或集体己经发表或撰写过的作品成果。对本文的研究做出重要贡献的个人和集体，均己在文中以明确方式标明。本人完全意识到本声明的法律结果由本人承担。作者签名：日期：垒互：至：

2、圣竺关于论文使用授权的说明学位论文作者完全了解北京化工大学有关保留和使用学位论文的规定，即：研究生在校攻读学位期间论文工作的知识产权单位属北京化工大学。学校有权保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和磁盘，允许学位论文被查阅和借阅；学校可以公布学位论文的全部或部分内容，可以允许采用影印、缩印或其它复制手段保存、汇编学位论文。保密论文注释：本学位论文属于保密范围，在土年解密后适用本授权书。非保密论文注释：本学位论文不属于保密范围，适用本授权书。作者签名：!盈塑奎导师签名：望盘!旦』日期：缉竺：墨日期：竺12：三：坐-_1，J●。，

3、学位论文数据集中图分类号学科

4、分类号论文编号ioo{ozooToogq密级学位授予单位代码10010学位授予单位名称北京化工大学作者姓名l罚鼢章学号7．o升ooooSq获学位专业名称缸曾工f程获学位专业代码OgITOI课题来源真他7更目研究方向i骱溉铴艇勖曜论文题目乙孀裂解烀考白尉段的三维彰滔膜拟j趼免关键词乙烯趣掰：菇烧；裂辑反击ii十藓赢佛矗亏j敢僵膜拟『。’一’论文答辩日期凹酿．5．2濞·论文类型包阐硼碾学位论文评阅及答辩委员会情况姓名职称工作单位学科专长指导教师唷奄fljlJ觏工稻厩’铂讹工牌计蟹流佛髀一评阅人1交U概毅腰砒觎工博／『Ⅸ鹭工稼评阅人2本建伟教授北煮似孙凹似堂工程评阅人

5、3评阅人4评阅人5答辩委员会主席剜辉教授姒京亿工太鲜似鹭工程答辩委员1查理伟缴寺黟彬京似工犬鹭似鹭工解答辩委员2雪If儒教授批窿似工大鲜似堂工腥一答辩委员3答辩委员4答辩委员5注：一．四．论文类型：1．基础研究2．应用研究3．开发研究4．其它中图分类号在((中国图书资料分类法》查询。学科分类号在中华人民共和国国家标准(GB／T13745-9)《学科分类与代码》中查询。论文编号由单位代码和年份及学号的后四位组成．卜●^■●摘要乙烯裂解炉辐射段的三维数值模拟研究摘要本文用计算流体力学软件FLUENT6．2对燕山石化公司E—BA．107乙烯裂解炉辐射段内的燃烧和裂解反

6、应做了三维数值模拟研究。为保证计算的准确性，建立了与裂解炉实际尺寸完全一致的几何模型，计算中采用了标准k-z湍流模型、DO辐射模型以及Finite．rate／Eddy-dissipation反应模型等计算模型。通过计算，详细研究了裂解炉侧壁燃烧器和底部燃烧器的燃烧特性、炉膛内的燃料气燃烧和烟气流动状况以及炉管内的裂解反应产物分布状况等。主要工作如下：l、通过裂解炉侧壁燃烧器实物模型和两个参考模型的对比研究，发现燃烧器喷嘴开孔数目少可形成较高的火焰峰值温度，从而产生更多的NOx；喷嘴倾角的变化可改变燃烧器周围旋涡区域的大小，继而影响其周围的流动；实物模型比两个参考

7、模型火焰峰值温度低，生成NOx少，而且在燃烧器周围形成了较均匀的高温区域。2、裂解炉底部燃烧器模拟结果表明三孔喷嘴高速气流的喷出在其空间附近区域内产生低压，两孔喷嘴和五孔喷嘴的混合气流向低压区聚集，并在三孔喷嘴上方发生燃烧反应。3、通过裂解炉炉膛和炉管裂解反应的耦合计算，获得了炉膛内燃烧烟气的流动状况以及炉管内裂解产物的分布特征，其中，底部燃烧器和侧壁燃烧器的燃烧使附近炉墙处于一致的高温区，为裂解反应提供了均匀的辐北床化工人学硕上学位论文射墙面；炉管底部比其他部位周边温度低；底部燃烧器的高速射流产生的旋涡可为炉管提供一定的对流热。4、炉管模拟结果表明壁面温度在炉

8、管轴向和周向上分布不均匀，裂解产物在炉管内轴向和径向上也都有分布，同时，两组炉管的对应位置流动参数也存在差异。关键词：乙烯裂解炉；燃烧；裂解反应；计算流体力学；数值模拟Three．DimensionaINumericalSimulationtoFireboxofEthyleneCrackingFurnaceABSTRACTInthispaperthree·dimensionalcombustionandpyrolysisreactionsinthefireboxofE·-BA·-107ethylenecrackingfurnaceofYanshanPetroch

9、emicalCorpor