某工业炉窑制造企业为钢铁行业客户设计的蓄热式烧嘴在实际运行中NOx排放超过环保限值（≥250mg/Nm³），面临停产整改风险。工程团队采用STAR-CCM+对该烧嘴进行全尺寸CFD仿真，模型涵盖燃气/空气入口、烧嘴内部流道、炉膛空间和蓄热体多孔介质区域。模型采用多面体网格和棱柱层网格结合，总网格数约800万，湍流模型选用Realizable k-ε，燃烧模型采用涡耗散概念（EDC），NOx生成通过Zeldovich热力型和Fenimore快速型路径分别计算。仿真揭示燃烧区域内局部高温区（>1800°C）是NOx生成过高的主因——由助燃空气与燃气的混合不均匀导致。团队对烧嘴结构参数（旋流叶片角度、空气喷孔直径）进行了系统优化，通过降低旋流强度改善混合均匀性，使火焰最高温度降低约120°C。优化后仿真NOx排放降至185mg/Nm³，现场实测197mg/Nm³，偏差约6%，方案实施后客户顺利通过环保验收。
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