乙烯裂解炉内传递和反应过程综合数值模拟研究__炉膛内燃烧和传热过程的数值模拟
乙烯裂解炉技术分析
乙烯裂解炉技术分析摘要：乙烯是石油化工的基本原料，乙烯装置是石油化工生产的核心。
裂解炉是乙烯装置最关键的设备，通过乙烯裂解炉可将天然气等各类原材料加工成裂解气，并最终制备成乙烯、丙烯及各种副产品。
扭曲片合金管是乙烯裂解炉中的重要部件，通过扭曲片管的强化传热作用，可以增强裂解炉内气体的流速，减少结焦倾向。
它一方面可以降低乙烯裂解生产过程中的能耗，另一方面可以提高炉管的使用寿命，降低清焦周期，为企业带来更高的经济效益。
关键词：乙烯；裂解炉技术；节能引言大型乙烯装置裂解炉模块化制造及整体运输是国际石化装备行业的发展趋势，中国石化集团早在2012年就提出“标准化设计、模块化建设、标准化采购”的工程建设项目“三化”工作，目前已在沿海一大型石化基地的乙烯装置项目上推进实施“一个现场、两个工地”战略部署，创新项目建设管理方式，“以空间换时间、向管理要进度”，将模块化建设工作延伸到第二个工地，对管道、钢结构及其他专业工程进行深度预制和组装。
“第二工地”制造完成的裂解炉通过SPMT轴线车整体运输到“第一工地”，充分发挥“两个工地”的作用。
本文在乙烯裂解炉常规安装技术的基础上，重点探讨裂解炉的本体构件模块化、临时运输加固措施和整体运输方式等，并分析了模块化的发展优势。
1裂解炉主体管道结构和安装难点裂解炉作为石油化工产业乙烯生产的主要设备，其设备安装的质量直接决定了石油化工产业乙烯生产的效率，也关系到了设备运维的成本。
而主体管道作为裂解炉的主要设备结构，是其安装施工的重点内容所在，主要包含了辐射段管道、跨越管道、对流炉管道以及上升下降管道等四大部分。
由于裂解炉主体管道结构的复杂性，其安装施工具有较大难度，安装难点主要体现在以下部分：其一，裂解炉主体管道的管道材质种类较为繁杂，包括了FeNi基合金、不锈钢、CrMo钢、耐高温碳等材质管道等，在安装中，不同的管道材质其安装技术要点也存在一定的差异。
其二就是裂解炉主体管道安装中对管道清洁以及保护的要求极为严格，在吊装安装过程中，必须防止其变形情况的发生，并要保证管道不出现碰损情况，以免影响裂解炉的正常使用。
乙烯裂解炉炉管渗碳过程数值模拟
等 ０ ＋ Ｋ ｒ ｏ ｙ ＋ ｇ ‘ ＝ ０
（ １ ）
其中 口 。 表示单位体产生的热量 ， 单位体高度为 １ ．
１ ８ ７
Ｅｑ ｕ ｉ ｐ ｍｅ ｎ ｔ Ｍａ ｎ ｕ ｆ ａ ｃ ｔ ｕ ｒ ｉ ｎ ｇ Ｔ ｅ ｃ ｈ ｎ ｏ ｌ ｏ ｇ ｙ Ｎ ｏ ． ０ ２， ２ ０ １ ７
ｙ 一 Ｓ ＝ ． ｘ
，
此 处通 过 有 限元 软件 模 拟 研 究 乙 烯 裂解 炉 管 的 扩 散 系数 Ｄ，改变 扩 散 系数 的值 ，观察 ａ ｂ线 均 布 的 ５ １ 个 点 的碳 浓度 ， 于 实 际测 得 的含 碳量 进 行 比对 ， 选
Ｚ ｌ ７
择与其相近的值作为结果 。图 ４为假设 乙烯裂解 炉 对热扩散方程（ １ ） 使用 Ｇ ａ ｌ ｅ ｒ ｋ ｉ ｎ 法并写成紧凑 的 管在扩散系数 Ｄ为 １ ． ０ Ｘ １ ０ ｍ ｍ ２ ／ ｓ 时沿 ａ ｂ 线（ 图３ 矩 阵形 式 所示 ） 上 的含碳量分布曲线 。
令 Ｃ １ ＝Ｋ ｘ 、 Ｃ ２ ＝Ｋ ｙ 、 Ｃ ３ ＝ｑ 。 得：
（ ４ ）
图 ３ 炉管 １ ／ ２ ０形状 图
Ｃ ・ 吾） ＋ Ｃ ２ 等）
＋Ｉ ． ［ Ｊ ｓ 】 Ｃ ３ ｄ Ａ＝ ０ （ ５ ）
对于其他类似问题 ，只需要微分方程形式类似 即可使用（ ５ ） 进行计算 。 由热传导方程与扩散方程 的相似性可知 ，对非 稳态质量扩散方程的求解可 以采用瞬态热传导方程 图 ４ 扩 散 系数 为 １ ． ０ Ｘ １ ０ ｍｍ２ ／ ｓ时炉 管 的求 解 方 法 。本 文 采 用 的是 有 限 元热 分 析 的 方 法进 渗碳不 同时间后 的含碳 ■分布 曲线 行 质 量 扩 散方 程 的数 值模 拟 计 算 。 热传 导 计 算 物 理 ３ ． １ 各 点渗 碳情 况 的模 拟 量与质量扩散计算物理量的单位量纲对照见表 １ ． 由图 ４可知炉管渗碳此为例 ， 节
乙烯裂解炉管内流动反应历程的数值模拟(Ⅰ)二维流动反应数学模型的建立
乙烯裂解炉管内流动反应历程的数值模拟(Ⅰ)二维流动反应数
学模型的建立
沙利;张红梅;高金森;徐春明
【期刊名称】《化工学报》
【年(卷),期】2003(054)003
【摘要】@@ 引言rn乙烯生产装置的核心部分是管式裂解炉,在小口径反应管内进行着湍流体流动、传质、传热及裂解反应等过程,它们高度耦合在一起,其内部有许多十分重要的化学工程参数均不易测得,这就使得对管式裂解炉运行机制与规律的了解和认识及其性能的优化变得十分困难.
【总页数】6页(P392-397)
【作者】沙利;张红梅;高金森;徐春明
【作者单位】石油大学重质油加工国家重点实验室,北京,102249;大庆石油学院石油化工系,黑龙江,安达,151400;石油大学重质油加工国家重点实验室,北京,102249;石油大学重质油加工国家重点实验室,北京,102249
【正文语种】中文
【中图分类】TQ021
【相关文献】
1.重油催化裂化反应历程数值模拟Ⅰ.模型建立及流体力学性能模拟 [J], 侯栓弟;龙军;郭湘波;朱丙田;张占柱
2.乙烯裂解炉内传递及反应过程综合数值模拟Ⅰ.数学模型的建立 [J], 蓝兴英;高金
森;徐春明;张红梅
3.模块式球床反应堆内颗粒流动特性二维数值模拟 [J], 李响;王淑彦;何玉荣;张科;陆慧林
4.催化裂化提升管反应器气液固3相流动反应的数值模拟Ⅰ.气液固3相流动反应模型的建立 [J], 高金森;徐春明;林世雄;郭印诚;王希麟
5.提升管反应器气固两相流动反应模型及数值模拟Ⅰ.气固两相流动反应模型的建立 [J], 高金森;徐春明;杨光华;郭印诚;林文漪
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乙烯装置裂解炉运行分析
乙烯装置裂解炉运行分析乙烯是世界上最重要的化工产品之一，广泛用于生产塑料、橡胶、纤维等产品。
乙烯装置的裂解炉是生产乙烯的关键组成部分，其运行状况对乙烯的生产效率、质量等方面都有着重要的影响。
本文将从裂解炉的操作、控制、安全性等方面进行分析。
1. 裂解炉的操作控制裂解炉的操作控制是保证乙烯装置正常运行的关键。
其主要目的是保证裂解炉内热力学条件的稳定和热负荷的均衡。
在操作控制方面，需要注意以下几点：（1）保证炉内原料混合均匀。
裂解炉需要将乙烯原料和热载体快速混合，使其在短时间内达到裂解温度。
如果原料混合不均匀，会导致热负荷不均衡，进而影响炉内温度分布和裂解产物的品质。
（2）控制裂解炉内温度。
裂解炉内温度的控制是裂解炉正常运行的关键之一。
炉内温度过高会导致裂解产物品质不稳定，甚至产生不合格品。
炉内温度过低则会降低裂解效率，造成浪费。
（3）控制炉内压力和流量。
炉内压力和流量的调节是裂解炉操作的重要环节，直接关系到裂解炉内热力学条件的稳定。
如果炉内压力过高，则会导致温度升高，甚至发生爆炸；炉内流量过大则会使得热载体混合不均匀，炉内温度不稳定。
2. 裂解炉的安全性裂解炉的运行安全对于乙烯生产企业来说至关重要。
因为裂解炉作为整个乙烯生产流程的核心，如果发生意外事故，则会严重影响生产效率和企业的声誉。
在安全性方面，需要注意以下几点：（1）密切关注炉内温度和压力。
裂解炉的温度和压力都必须控制在安全范围之内。
如果炉内温度和压力超过承压限制，则会损坏裂解炉，甚至引起爆炸。
（2）保证炉内流体的平衡。
裂解炉内流体的平衡对于炉内温度和压力的控制有着重要的作用。
一旦炉内的流体不平衡，就会导致温度和压力的不稳定，进而引起意外事故。
（3）进行定期检查和维护。
裂解炉在运行过程中会产生一些损耗，例如炉膛内壁的磨损、热载体的混合不均等。
为了保证裂解炉的安全运行，需要定期对裂解炉进行检查和维护。
如果发现裂解炉存在安全隐患，则应及时进行修理和更换。
石油化工过程计算流体力学模拟分析_蓝兴英
第30卷第3期化学反应工程与工艺V ol 30, No 3 2014年6月 Chemical Reaction Engineering and Technology June 2014 文章编号：1001—7631 ( 2014 ) 03—0247—07石油化工过程计算流体力学模拟分析蓝兴英，徐春明，卢春喜，高金森（中国石油大学（北京）重质油国家重点实验室，北京 102249）摘要：介绍了如何运用计算流体力学（CFD）方法对石油化工中的催化裂化、催化重整和烃类裂解制乙烯等典型过程进行模拟研究。
首先分析各过程的流动、传递和反应特征，然后基于CFD方法建立可准确描述反应器特性的数学模型，应用这些数学模型对工业反应器进行模拟分析，获得反应器内部详细的速度、温度和浓度分布，揭示这些过程中流动、传递与化学反应规律以及相互之间的耦合机制，指导工业生产过程的科学设计、问题诊断和操作优化。
关键词：催化裂化催化重整热裂解计算流体力学中图分类号：TE65；TQ021 文献标识码：A石油化工在国民经济中占有举足轻重的地位，石油化工过程形式繁多，结构复杂，但所遵循的化学工程科学规律是统一的，所具有的化学工程科学问题也是共性的，这些共性的科学规律可以由牛顿第二定律、热力学第一定律、质量守恒定律及化学反应动力学理论来描述，通过详尽的数学解析可得到定量的结果。
但是由于受计算能力的限制，传统研究中通常对实际过程进行不同程度的简化，如把体系的流动行为假设为理想流动，或者忽略传质传热等因素的影响，而且往往未考虑各过程之间强烈的相互作用，因此很难准确预测出过程中速度、温度及组分浓度等参数的详细分布情况和变化规律，不利于过程的优化操作和升级改造。
随着计算机技术和数值计算方法的发展，计算流体力学（Computational Fluid Dynamics，简称CFD）成为求解流体流动问题的新方法，该方法突破了用解析方法难以求解流体流动控制方程组的困难，通过数值模拟方法求解流体流动的非线性偏微分方程组，给出流场在连续区域上的离散分布，从而模拟流体流动情况。
齐鲁分公司塑料厂开发新型聚乙烯专用料
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ｎｓ ．Ｃ ｍ ｕ ｈ ｍ Ｅ ｇ ２ ０ ， ０ ４ ： ３ ６ ９ ｉ ｍｓ ｏ ｐ ｔ ｅ ｎ ，０ ６ ３ （ ） ６ ５～ ４ Ｃ
１ Ｈａ ｉ ｉＡ， ｅ ｃ ， ｙ ｄ ｒｃ ｘ Ｇ ．Ｉ ２ ｂ ｂ Ｍ ｒ ｉＢ Ｈｅ ｎ ｅ ｋ Ｊ ｍｐａ ｔｏ ｄ ａ ｉｎ Ｍ ｏ ｅｓ ｉ ｃ ｆ Ｒａ ｉｔｏ ｄ ｌ
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湍 流 动 能 方程 的 Ｐａ ｄ 数 ｒｎ ｆ ｌ 湍 流 动 能 耗 散 率 方 程 的 Ｐａｄ 数 ｒｎ ｔ ｌ 流 体 动 力 黏 性 系 数 ，ｇ （ ・ ） ｋ／ ｉ ｓ ｎ 湍 流 动力 黏 性 系 数 ，ｇ （ ・ ） ｋ／ ｍ ｓ 参 考 文 献
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Ｅ ｇ ２ ０ ， １ １ ） １３ ９～１４ ６ ｎ ，０ ７ ３ （ １ ： ８ ０
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１ 程相杰 ， ３ 章名耀 ， 韩云龙等 ．Ｓ Ｌ一１型乙烯裂解炉冷态流动特性 Ｉ
的数 值 模 拟 ．工 业 炉 ，０ ６ ２ １ ：１～１ ２ ０ ，８（ ） １ ４ １ 王 国清 ， 利 军 ．裂 解 炉 炉 膛 流 动 及 传 热 状 况 的 数 值 模 拟 ．石 ４ 张
油 化 工 ，０ ５ ３ （ ） ６２～ ５ ２０ ，４ ７ ：５ ６ ５
１ 王 松 汉 ， 细 藕 ． 乙 烯 工 艺 与 技 术 ．北 京 ： 国 石 化 出 版 社 何 中
２ ０ ｌ ８～２ ４ ０ ０ ９ ０
（ 辑 编
王
萍）
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技术动态 ・
乙烯裂解炉辐射段燃烧流场的三维数值模拟新
周瀚章（1970-），男，甘肃兰州人，硕士研究生，主要研究计算流体力学在化工过程中的应用；贾志刚，通讯联系人，E-mail: jiazg@ 。
乙烯裂解炉辐射段燃烧流场的三维数值模拟周瀚章 ， 贾志刚（北京化工大学化学工程学院，北京 100029）摘要：本文用FLUENT6.2计算流体力学软件对燕山石化公司E-BA-107乙烯裂解炉辐射段内的流动和燃烧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ε-k 湍流模型、DO 辐射模型以及Finite-rate/Eddy-dissipation 燃烧反应模型等计算模型。
通过计算,获得了炉膛内的温度、速度分布及烟气组分, 其中烟气的出口温度和组分与设计手册一致，表明本文的数值模拟有较高的精度，具有重要的工程实际意义。
关键词：乙烯裂解炉 ； 燃烧； 计算流体力学； 三维数值模拟中图分类号：TQ 0181 前言裂解炉是乙烯生产装置中的一个关键设备，其性能对乙烯收率有重大影响。
在裂解炉辐射段，既存在侧壁燃烧器和底部燃烧器的剧烈的燃烧反应，又存在裂解炉管中原料发生裂解反应造成的大量吸热，这就使其中的流动和燃烧现象极为复杂，用实验和现场测量的方法很难捕捉具体的燃烧细节，随着计算机硬件和计算流体力学( CFD )技术的发展, 近年来国内外已开始用数值模拟的方法研究乙烯裂解炉辐射段的详细流体流动、传热和燃烧反应过程。
Plehiers 等[1]用蒙特卡洛辐射换热模型模拟了乙烷裂解制乙烯的过程，并将炉膛内的辐射换热和炉管内的裂解反应进行了耦合计算，但在进行炉膛辐射计算时，把各个燃烧器简化为辐射点源。
Heynderickx 等[2-3]用区域法模拟了乙烯裂解炉内的燃烧流场，提出了底部燃烧器长火焰对流场的作用，Stefanidis 等[4]模拟了裂解炉辐射段的燃烧流场，得出涡流耗散模型（EDC-DRK ）比涡流破碎模型（EBU-SRK ）模拟结果更为合理，但他们建立的模型只有底部燃烧器，没有侧壁燃烧器，而且模型网格过于简单，没有体现裂解炉的实际构造。
SL-Ⅱ型工业乙烯裂解炉内燃烧传热与裂解反应的耦合模拟
ｍｏ ｅ ，ｅ ｄ ｉｓＤ ｔ ｎ ｆｎｔ ａｅｃ ｅ ｓｒ ｏ ｕ ｔ ｎ ｍｏ ｅ ＥＤＭ ／ ＲＣ） ａ ｄ ｄｓ ｒｔ ｒｎ ｆｒ （ ｄ ｌ ｄ ｙｄｓ ｉａ ｉ ／ ｉｉｅｒ ｔ ｈ ｍｉｔｙ ｃ ｍｂ ｓ ｉ ｄ ｌ（ ｏ ｏ Ｆ ｎ ｉｃ ｅｅｔａ ｓｅ ＤＴ）
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收稿日期:2002212209 通讯联系人:蓝兴英文章编号:100128719(2004)0120046206乙烯裂解炉内传递和反应过程综合数值模拟研究Ⅲ1炉膛内燃烧和传热过程的数值模拟NUMERICAL SIMU LATION OF TRANSFER AN D REACTIONPR OCESSES IN ETH YL ENE PY R OLYZERⅢ.Numerical Simulation of Combustion and H eat T ransfer Processes in Furnaces蓝兴英,高金森,徐春明LAN Xing 2ying ,G AO Jin 2sen ,XU Chun 2ming(石油大学重质油加工国家重点实验室,北京102249)(S tate Key L aboratory of Heavy Oil Processi ng ,U niversity of Pet roleum ,Beiji ng 102249,Chi na )摘要:在乙烯裂解炉综合模拟研究中,准确地描述炉膛内燃料燃烧和辐射传热过程极其重要。
笔者采用乙烯裂解炉传递反应过程综合数学模型中的炉膛数学模型,对工业裂解炉炉膛中的流动、燃烧和传热过程进行了系统的数值模拟,得到了流场、浓度场和温度场等详细信息,揭示了炉膛内流动、燃烧和传热过程的基本特点。
模拟结果表明,炉膛中存在着流动、燃烧反应与传热的不均匀分布,是造成反应管管壁热通量的非均匀分布的原因。
关 键 词:裂解炉;炉膛;烟气;流动;燃烧;辐射传热;热通量中图分类号:TQ53;TQ221;TE963 文献标识码:AAbstract :To accurately describe the fuel combustion and radiative heat transfer processes in furnaces is very crucial in comprehensive numerical simulation of ethylene pyrolyzer.Numerical simulation of the flow ,combustion and heat transfer in industrial furnace was carried out by employing the developed furnaces model.Some detailed information about the flow field ,concentration distribution and temperature field in furnaces was obtained ,presenting the basic characteristics of the flow ,combustion and heat transfer processes.Results showed that non 2uniform distribution of the flow ,combustion and heat transfer existed in furnaces ,thus resulted in the non 2uniform distribution of heat flux of reactor tubes.K ey w ords :pyrolyzer ;furnace ;flue gas ;flow ;combustion ;radiative heat transfer ;heat flux在裂解炉炉膛中,燃料燃烧释放的热量传给反应管内的原料,使之发生裂解反应,反应管内裂解反应的吸热量与反应管外炉膛所传递的热量保持平衡。
热裂解反应对温度十分敏感,炉膛内温度的变化直接影响了反应管中的裂解反应过程,引起产物收率和结焦情况的变化,从而影响整个乙烯装置的运行。
因此,在乙烯裂解炉综合模拟研究中,准确模拟裂解炉炉膛内燃料燃烧和辐射传热过程极其重要。
目前,在裂解炉炉膛的模拟研究中,主要是对辐射传热过程的模拟[1～4],没有模拟燃料燃烧过程,利用燃料的放热率估计烟气的组成和温度,也没有考虑燃烧和烟气流动过程对传热的影响。
在理论上较为完善的模拟计算方法是从质量、动量及能量守恒方程出发,将湍流模型、燃烧模型和辐射传热模型相结合,全面模拟裂解炉炉膛内所发生的各种复杂过程,得到流场、温度场和浓度场等详细的信息,为进2004年2月石油学报(石油加工)ACTA PETROL EI SINICA (PETROL EUM PROCESSIN G SECTION )第20卷第1期图1 模拟对象结构示意图Fig 11 The diagram of modeling object一步了解裂解炉以及裂解炉的设计、运行和改造提供参考信息。
笔者采用文献[5]中的炉膛数学模型对工业裂解炉炉膛内的流动、燃烧和传热过程进行系统的数值模型研究。
1 模拟对象和工况条件模拟对象为美国Stone 2Webster 公司USC 型管式裂解炉,炉膛中心置有28根U 型反应管,炉膛底部在炉管两侧设有16个烧嘴,炉膛两边侧墙上部设有32个侧壁烧嘴,所有烧嘴均烧气体燃料。
笔者将对100%底部烧嘴供热的工况进行模拟。
由于烧嘴和反应管之间的相互作用具有相似性,在模拟中,以四分之一的裂解炉为模拟对象,其中包括7根反应管和4个底部烧嘴。
图1为模拟对象结构示意图,表1、2分别为炉膛结构参数和主要操作条件参数,表3为燃料气组成。
在炉膛模型的求解过程中,需事先假设管壁温度。
在本研究中,将以现场实时测量得到的6个温度(见表4)为基础,通过线性插值得到其它位置的管壁温度。
表1 炉膛结构参数T able 1 Structure parameters of the furnaceFurnaceLength/mmWidth/mm Height/mm Number of bottom burnersNumber of side burners51403040134101632Reactor tube Total length /mm External diameter of inlet tube /mmExternal diameter of outlet tube/mmThe distance betweentubes/mm Number of tubularreactors 29460617916028表2 主要操作参数T able 2 Main operating parametersq m (Fuel )/kg ・h -1T (Fuel )/℃p (Fuel )/MPa T 1)/℃Excess air ratiow (Oxygen )2)/%240025011321030111531111)Temperature of outlet flue gas ;2)Oxygen content of outlet flue gas2 计算方法采用Fluent515软件求解炉膛数学模型,其中湍流模型采用标准的k 2ε双方程模型;燃烧模型采用非绝热的PDF 模型;辐射传热模型采用离散坐标模型。
采用SIMPL E 算法求解压力2速度耦合方程,动量、能量、组分、湍动能和湍流耗散率的离散格式均采用二阶迎风差分格式;反应管壁面和炉膛壁面均采用标准壁面函数方法处理。
烧嘴周边区域中各物理量变化大,为了更准确地模拟这种变化表3 燃料气组成T able 3 Fuel gas composition%w (H 2)w (CH 4)w (C 2H 6)w (C 3H 8)w (C 4H 10)910979142817411311143表4 反应管管壁温度T able 4 Skin temperature of reactor tubeFurnace height/mmT (Inlet tube )/℃T (Outlet tube )/℃145010901117611092010211077086596874 第1期 乙烯裂解炉内传递和反应过程综合数值模拟研究 图2 流场示意图Fig 12 A schem atic of flow f ield趋势,计算时采用非均匀网格,对烧嘴周边区域的网格进行加密。
3 计算结果及讨论模拟计算结果表明,由于各烧嘴之间间隔较大,相互之间基本不影响,每个烧嘴周边的情况基本一致,因此,将以一个烧嘴来说明炉膛内的流动、燃烧和传热情况。
其中x 、y 、z 方向分别代表炉膛长度、宽度和高度方向,烧嘴中心线离炉墙01433m ,离反应管11087m 。
311 烟气流动燃料气从烧嘴射入,产生高速射流,使炉膛内流动状况变得非常复杂,特别是在烧嘴附近,由于燃料气高速射流卷吸而在烧嘴射流核心区周围形成回流,这种流动状况对传热产生较大的影响。
图2为烧嘴中心线截面上流场示意图。
由图2可以看出,在炉膛中下部区域,反应管管壁附近出现回流。
沿炉膛高度方向,随着射流截面的扩展,核心区流速逐渐减小,流速分布趋于平坦,流动逐渐趋向平稳,回流现象消失。
312 组分含量分布CH 4在燃料气中占很大的比重(约80%),以CH 4和O 2为例,探讨不同组分在炉膛中的分布情况。
模拟结果表明,在炉膛的3个坐标方向上组分分布十分不均匀,特别是在炉膛底部不同横截面上,由于燃料气射流的影响而存在较大的梯度。
图3为y 方向烧嘴中心线截面上w (CH 4)和w (O 2)的分布,图4、5分别为z 方向不同截面上w (CH 4)和w (O 2)的分布。
由图3～5可以看出,在烧图3 y 方向烧嘴截面组分含量的等值线Fig 13 Contour diagram of component content at sectionsof nozzle center line in y direction(a )CH 4;(b )O 2嘴附近射流核心区内w (CH 4)高,w (O 2)低,而周围区域中w (CH 4)低,w (O 2)高,在炉膛高度截面上组分分布差别大。
沿炉膛高度方向,随着燃烧反应的进行,不断消耗燃料和O 2,w (CH 4)和w (O 2)逐渐降低,烟气流动的扩散作用,使得炉膛高度截面上w (CH 4)和w (O 2)的差异程度逐渐减弱。
炉膛内组分分布出现这种分布形态是燃料气射流流动和燃烧反应综合影响的结果。
313 烟气温度分布流动和组分分布的复杂使得烟气温度分布也十分复杂。
图6、7和8分别为炉膛长度、宽度和高度方向上不同截面的温度分布。
由图6～8可以看出,烟气温度在炉膛的各个方向上都存在较大的梯度,特别是在炉膛中下部区域。