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分解炉三次风与生料相对位置对预分解炉影响的数值模拟
4 结果与讨论
4.1 预分解炉流场分析
预分解炉流场的稳定性在水泥生产线的评估十分重要，三次风管和生料管的
相对位置不同，预分解炉的流场就会有所不同。如图 2 所示为不同情况下的预分
解炉流场流线图，对比 A、B、C 三种情况可知炉内整体流场稳定，漩流及喷腾效
果良好。随着三次风管位置的上移，漩流作用会随之上移，则上部生料的输运速
度会增大。此模型中同时运用了生料的分级分解和煤粉的分级燃烧，上部煤粉管
位于上下生料管之间，煤粉燃烧需要的氧气主要来自三次风，三次风管的移动必
然会影响炉内氧气的分布，相比 A 情况下，B、C 情况下煤粉与来自三次风的 O2接
触时间延迟，这对煤粉的燃烧会有很大影响。如果煤粉在贫氧情况下则会生成大
量 CO，CO 再被运输并燃烧为上部生料分分解提供热量，同时 CO 的还原作用也会
抑制 NOx的生成 [5, 6] 。如果煤粉在来自三次风的充足 O2下反应，则煤粉可以燃烧充
分且保证正常的炉内分解温度。对比 A、D、E 会发现，随着生料管的下移，上部
生料在进入炉内后与三次风的流固耦合作用更为明显，这有助于物料之间的充分
混合和热交换。
图 2 不同情况下的预分解炉流场流线图
4.2 预分解炉炉内温度场与组分浓度场分析
温度的分布如图 3 所示，对比 A、B、C 发现随着三次风管上移，炉内高温区
的温度从 1224 K 降至 1146 K，且高温区域有所上移，这是由于上部煤粉管的煤
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