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    加熱爐側燒嘴采用SDF調(diào)焰燒嘴。該燒嘴（1384規(guī)格7223）使用中存在的主要問題是，板坯長度方向溫度不均勻，主要表現(xiàn)在RT2溫度曲線中間溫度較高、兩端溫度較低，存在明顯溫度偏差。經(jīng)過分析認為，造成該現(xiàn)象發(fā)生的主要原因是燒嘴設計上存在不足，燒嘴火焰過長不利調(diào)節(jié)，使靠近爐墻處的鋼坯加熱溫度較低，鋼坯長度方向加熱溫度均勻性較差。有文獻對燃燒器、燃燒過程及一、二次風混合特性等進行過研究。本文采用數(shù)值模擬和理論分析的方法確定側燒嘴的壓力大小，調(diào)整控制壓力值滿足得到較佳火焰長度的需求；改進側燒嘴燃燒室二次空氣配比，合理調(diào)節(jié)二次助燃風閥門的開度，并得出二次風大小與火焰長度的關系。

一.加熱爐燒嘴模擬

由于燒嘴（1384規(guī)格7223）結構復雜，包括中心風、，煤氣、一次風、二次風等管道，因此在模擬時采用的是先分布后整合的模擬方法。

煤氣和空氣采用質量流量入口邊界條件，采用自由出口，考慮了氣體的滑移，未考慮旋流葉片對氣體流場的影響。

針對二次風存在與否對燃燒、傳熱等的影響考慮，進行了兩組模擬，A組考慮了二次風，B組沒有二次風。

得到的結果對比可見，有無二次風對加熱爐內(nèi)部的流場、溫度場和各氣體組分分有比非常大的影響。計算結論主要如下：

1.     加熱爐燒嘴有二次風的平均溫度為1678.4K，無二次風的平均溫度為1163.8K，二者相差514.6K；

2.     加熱爐燒嘴有二次風的CO、H₂摩爾分數(shù)剩余較少，說明更多的可燃氣體參與到燃燒放熱中，而無二次風的可燃氣體摩爾分數(shù)剩余較多，說明參與燃燒放熱的可燃氣體較少；

3.     從溫度場估算，以溫度超過1800K為界，有二次風約是無二次風長度的4倍。

二.燒嘴火焰長度控制

加熱爐側燒嘴采用SDF調(diào)焰燒嘴。該燒嘴（1384規(guī)格7223）在生產(chǎn)使用中出現(xiàn)的主要問題是，板坯長度方向溫度不均勻，主要表現(xiàn)在再RT2溫度曲線中溫度較高，兩端溫度較低，反映出板坯延長度方向溫度不均勻。經(jīng)過實驗證明，燒嘴火焰過長，加熱爐兩側燒嘴火焰在爐膛中心存在重合，且燒嘴已到非常大調(diào)節(jié)能力仍不能改善這種狀況。

經(jīng)過分析得出，造成該現(xiàn)象發(fā)生的主要原因有三個：一個是在該燒嘴結構設計時對于流量考慮不一體�；旌厦簹獾臒嶂递^低，與天然氣相比需要4倍的流量。因此，混合煤氣具有的噴射流動動能大4倍，燃料具有到達較遠外的傾向。二是由于該燒嘴的煤氣噴嘴設計時，混合煤氣射流是與燒嘴中心平行方向噴出，致使混合煤氣射流的寬廣度與空氣自由射流的寬廣角度一樣窄，從而造成混合煤氣的速度衰減變得緩慢。三是混合煤氣外周部位流動的一次空氣旋流數(shù)設計值較低，采用了較弱的回旋，以不影響混合煤氣射流的速度為原則進行設計的。上述三個原因導致了燃燒火焰過長的現(xiàn)象的發(fā)生。

為改善燒嘴燃燒火焰過長無法控制問題，對加熱爐側燒嘴頭部進行改造，在燒嘴前中心風端部焊接混合煤氣擴散片。

通過改進，降低混合煤氣射流速度，并且促進混合煤氣與一次空氣的充分混合，從而縮短火焰長度。

在燒嘴（1384規(guī)格7223）手動閥門開度設定相同的條件下，燒嘴頭部改進后火焰剛性較好，現(xiàn)場觀察到的火焰長度明顯比改造前的火焰長度縮短了約500mm，且火焰變粗，火焰狀態(tài)得到明顯改善。

三.結論

1.     通過模擬計算二次風對燒嘴燃燒、傳熱的影響，確定燒嘴溫度場、壓力場、速度場及其可燃氣體濃度分布情況。確定二次風對側燒嘴前壓力場變化的影響，使壓力控制能夠滿足獲得合理火焰長度的需求，為改進燒嘴特性、改進熱工操作提供依據(jù)。

2.     造成加熱爐側燒嘴火焰長度過長的原因是：燒嘴設計時，混合煤氣射流延燒嘴軸噴出，致使混合煤氣射流的寬廣度與空氣自由射流的寬廣角度較窄，從而造成混合煤氣的速度衰減較為緩慢。混合煤氣在燒嘴外周部位流動的一次空氣旋流數(shù)設計值較低，回旋不夠，造成燒嘴燃燒時火焰過長。

3.     為解決實際生產(chǎn)中出現(xiàn)的燒嘴燃燒時火焰過長造成鋼坯加熱溫度不均勻問題，針對混合煤氣燒嘴頭部進行改造，在燒嘴前中心風端部焊接混合煤氣擴散片，降低呼和煤氣射流速度，并且促進混合煤氣與一次空氣的充分混合，能夠較好地解決燒嘴（1384規(guī)格7223）燃燒火焰過長而不利調(diào)節(jié)的問題。