现有的工业炉窑燃烧设备很大一部分采用油作为燃料,近年来油价的不断攀升,掀起了以煤代油为目的的一场设备改革。其中液排渣燃烧装置以其结构简单紧凑、燃料适应性强等优点被重新提了出来,但是现有的液排渣燃烧器存在燃烧效率低,结渣情况严重,氮氧化物含量高等缺点。基于航空洁净燃烧概念的双旋流煤粉预燃室在这个背景下被提出。航空先进燃烧技术中的双环预混预燃室所采用的双旋流、分区燃烧等概念被运用到工业炉窑预燃室设计中:煤粉在内外两股旋转气流的作用下,以强旋流的形式在燃烧器内燃烧,一方面增强掺混,另一方面提高反应物在预燃室内的停留时间,从而提高燃烧效率和煤粉燃尽率。分区燃烧的概念主要体现在预燃室内以二次风进口为分界,着火段和燃烧段被区分开,拟达到提前快速稳定着火和降低氮氧化物的目的,最后进入炉膛的是高温清洁的火焰。进气方案确定后,通过回流区、速度分布、颗粒轨迹的分析,证实了该结构下的预燃室能够产生理想的回流效果以及合理的旋流场,具有良好的流场特性。进一步研究了旋流器叶片偏转角、煤粉颗粒的粒径、一、二次风流量比以及总流量对冷态结果的影响,并进行了初步的热态计算,为以后的热态计算和实验奠定了一定的基础。