本實驗研究了采用煙氣回流技術的W型輻射管加熱裝置的性能。研究認為，煙氣回流和分級燃燒不僅能保證燃料的完全燃燒，還能有 效抑 制NOx的產生。煙氣中的NOx含量小于70×10-6。高 效換熱器可提高熱回收效率，換熱器熱效率大于百分之五十一，輻射管綜合熱效率達到百分之77.1。
      基于商業(yè)軟件FLUENT，采用RNGRNG模型和非預混燃燒模型，建立了煙氣回流W型輻射管燃燒器的燃燒和傳熱三維數(shù)學模型，模擬輻射管內的湍流和燃燒狀態(tài)，獲得出口NOx排放的計算結果；通過與相應實驗數(shù)據(jù)的比較，驗證了該模型的可靠性。分析了輻射管內流體流動、傳熱和燃燒的特點，研究了氣體流量和空氣預熱溫度對輻射管使用性能的影響；結果表明，氣體流量的增加會增加輻射管壁溫度的不均勻性，熱溫度則相反；兩者與輻射管的加熱 能力呈正相關，但都會增加出口煙氣中的NOx含量。
      隨著我國國際化進程的不斷發(fā)展，我國鋼鐵企業(yè)產品制造過程中對加熱的要求越來越高品與爐內高溫氣氛接觸引起的脫碳和氧化，間接加熱技術應用越來越廣泛。輻射管是實現(xiàn)間接加熱功能的重要熱設備。如何提高輻射管表面的溫度均勻性，延長其使用壽命已成為國內外學者的重要目標；同時，隨著節(jié)能減排政策的不斷實施，如何合理降低輻射管內高溫燃燒產品中的氮氧化物含量也成為許多學者努力的方向。本文對W型輻射管的熱過程進行了三維數(shù)值模擬研究，建立了包括燃燒器在內的W型輻射管熱過程物理模型和數(shù)學模型，并通過現(xiàn)有的實驗數(shù)據(jù)驗證了模型的準確性；模擬分析比較了單步反應機制和多步反應機制，研究了W型輻射管內熱過程的流動和燃燒特性，研究了不同操作參數(shù)對W型輻射管熱過程的影響，以及兩種結構中燃燒器的性能；通過ANSYStaticstructuctural模塊預測輻射管熱過程中管壁熱應力的分布。數(shù)值模擬的主要結論包括：輻射管壁溫度分布不均勻與管體結構特征密切相關；通過對比發(fā)現(xiàn)，甲烷的多步反應機制可以更好地預測管體內的燃燒和流動；不同的燃燒器結構對輻射管內的燃燒和流動有顯著影響，不同的操作參數(shù)對輻射管的使用性能也有很大的影響，進口氣體速度的提高會增加輻射管壁面的不均勻性，當氣體流量從30m~3/h提高到70m~3/h時，配風盤式燃燒器輻射管出口煙氣內的NOx濃度也會增加百分之八十八；這種影響的優(yōu)缺點也與燃燒器結構密切相關，同時，燃燒筒式燃燒器輻射管出口的NOx濃度會降低百分之五十二；優(yōu)化燃燒器結構可有 效降低管壁熱應力，延長輻射管的工作壽命。