热风炉是高炉炼铁的重要辅助设备,主要功用就是为高炉提供高温且持续的热风,高风温是高炉炼铁中提高生铁的产量和质量、降低生产成本及能耗的有效措施之一。其中顶燃式热风炉由于其蓄热面积大、热效率高、送风温度高和使用寿命长等特点,在高炉炼铁行业得到了广泛应用。了解顶燃式热风炉的内部气体速度场、温度场及压力场等分布情况,对于优化顶燃式热风炉结构,提高热效率都具有重要的意义。本文以某钢厂的顶燃式热风炉为研究对象,建立炉内气体流动、燃烧及传热的数学物理模型,采用非预混燃烧方法处理煤气燃烧,对其现有工况进行数值模拟,分析炉体拱顶内的速度场、压力场及温度场分布情况,通过改变煤气和助燃空气的喷嘴个数及倾角来探讨不同喷嘴结构对顶燃式热风炉内部气体速度场、温度场及压力场分布影响,本文建立了传统型及几种改进型顶燃式热风炉进行仿真计算研究。模拟研究结果表明:（1）处理数值模拟结果,验证了选择的计算模型及模拟计算方法的正确性,模拟结果与实际结果相符。（2）在顶燃式热风炉拱顶气流速度方面对比分析可知:与其他三种顶燃式热风炉模型相比,改进型二结构性能在速度变化上具有一定的优越性,喷嘴结构的改进可行。（3）对比几种顶燃式热风炉拱顶内烟气温度场分布及变化规律可知:改进型二拱顶内部的温度变化更加平稳,对称分布在拱顶两侧。可使砖衬受热一致,提高了顶燃式热风炉的工作性能及使用寿命,因此改进型二顶燃式热风炉在温度分布及变化方面有更好的实用性,满足了热风炉的工作要求。（4）四种模型在拱顶内气流压力方面的分析对比可知:改进型二拱顶内气流压力变化平稳分布均匀,拱顶内部的压力相差不大,所以改进型二满足顶燃式热风炉的工作和使用需求。