中国石化扬子石油化工股份有限公司烯烃厂四台SL-Ⅱ型乙烯裂解炉运行过程中管壁温差比较大,局部过热现象比较严重,达不到设计运行周期。采用调整底部烧嘴和侧壁烧嘴燃料气流量比例来优化炉内温度分布,减小管壁温差,延长运行周期和炉管使用寿命。本课题采用冷态试验和热态数值模拟相结合的方法对辐射炉膛进行研究,为后期现场调试提供参考信息。根据相似模化原理,在裂解炉模型上进行了冷态试验研究,采用PIV对炉内流场进行了测量,研究了底部烧嘴和侧壁烧嘴不同配风情况下炉内空气动力场的分布。同时采用FLUENT软件对此模型进行数值模拟,分析比较了底部烧嘴射流区、炉膛中部回流区、管壁和侧壁烧嘴附近区域流动规律,将数值模拟的结果和冷态试验研究的结果进行了对比,计算结果与试验结果吻合较好,表明利用FLUENT软件对裂解炉的数值模拟研究是可行的。在热态模拟中,耦合反应管内反应动力学模型和炉膛内燃烧、辐射模型,研究了炉内流动、传热传质和燃烧辐射过程以及管内传热和裂解反应过程,预报了炉内的速度场、温度场、各组分的浓度场等各参数;预报了管内介质流动特性、管壁温度分布和管内产物收率分布规律。