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隧道窑作为现代陶瓷热工设备,已广泛应用于日用瓷、建筑卫生瓷、电瓷及其他功能性陶瓷的烧成。窑炉结构不论简单或复杂,都可以根据制品在窑内经过的温度变化划分为预热带、烧成带和冷却带三段;但是各带长度会因烧成产品、窑炉结构、烧成制度和工作系统等的不同而有较大差异。烧成带的墙体结构、烧嘴布置和燃烧工艺参数对整个窑炉的温度制度、压力制度和气氛制度都有决定性的作用。如果烧成带的墙体结构和运行参数不合理,不仅会影响产品的烧成质量,降低生产效率;而且会降低热能的有效利用率,造成能源的浪费,同时加重对环境的污染。借助计算机技术模拟隧道窑,对烧成带的墙体结构、燃烧工艺参数、窑车装载密度及NO_X污染物的形成进行模拟并优化,改善窑炉的运行质量,从而实现陶瓷窑炉的节能减排目标。本文采用流体力学软件FLUENT,根据某企业生产蜂窝陶瓷隧道窑烧成带的实际结构,建立了用于数值计算的几何模型,并使用结构化与非结构化网格相结合的混合网格法对几何模型进行网格划分。使用标准k-湍流模型、非预混燃烧模型和DO辐射传热模型,并结合实际测量的窑炉热工数据,对窑炉在空载时、荷载时、装窑密度变化时的内部温度场以及NO_X的形成进行相应的数值模拟,并与测试数据相比较,研究适用于蜂窝陶瓷烧成隧道窑的热工参数对窑内温度场及NO_X分布情况的影响,从而确定窑炉的最佳烧成工艺参数。实验模拟结果显示:①隧道窑最佳的燃烧工艺参数为燃料入口速度为15m/s、空气入口速度为3m/s,此时窑内截面温差最小,约为44K;窑车的最佳装窑方式为每辆窑车8层,每层放置6块棚板,每层棚板之间的间距为60mm,每块棚板放置六件蜂窝陶瓷片。②通过测温环及制品的收缩率和吸水率可以得知,模拟结果与实际温度相近,且采用设计的燃烧工艺参数能够实现制品的合格率达98%以上。③利用红外热像仪测试窑炉外墙表面温度,不仅可以获得整个平面温度分布情况的热像图,并直观地观测不同位置漏热的温度情况;而且可以获得整个平面区域的平均温度值,结果更精确、更接近实际温度值。④窑内上层烧嘴轴线的NO浓度要高于底层烧嘴轴线的NO浓度,适当增大风机抽力,加速烟气流动,能有效降低窑内NO的浓度。