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摘要
富氧燃烧具有提高理论燃烧温度、降低过剩空气系数和增强烟气辐射能力等优点，成为工业炉窑领域研究的热点，但目前轧钢加热炉内富氧燃烧位置及氧气体积分数变化对炉内流动和传热过程影响规律尚不明确。建立了加热炉炉内流动、富氧燃烧和传热数学模型，并在案例加热炉进行了应用，利用测试数据验证了模型的准确性后，分析了富氧燃烧分别位于预加热段、加热一段和加热二段时，炉内温度场、速度场和钢坯传热过程的变化规律，得到了富氧燃烧的最佳位置。其次，分析了固定富氧燃烧位置，氧气体积分数从21%变化到49%时，加热炉烟气热损失、炉膛热效率和节能率的变化规律，得出此种条件下氧气体积分数最佳范围。结果表明氧气体积分数固定时，预加热段、加热一段和加热二段分别实施富氧燃烧，热流密度变化最明显的炉内位置分别出现在17～25、17～34 和29～44 m，这些位置平均热流密度增加值分别为4.95、7.42和7.95 kW/m2。富氧燃烧位置分别位于预加热段、加热一段和加热二段，氧气体积分数在21%～37%范围时，氧气体积分数每增加1%，烟气损失分别下降0.25%、0.55%和0.72%，炉膛热效率分别提高0.13%、0.3%和0.39%，节能率分别提高0.2%、0.99%和1.09%，而氧气体积分数在37%～49%区间内，即使在二加热段实施富氧燃烧，烟气损失、炉膛热效率和节能率变化也并不明显。通过上述分析可以看出，轧钢加热炉中，热负荷较大的加热段实施富氧燃烧，且氧气体积分数在21%～37%范围时节能效果最明显。
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