转炉煤气是转炉炼钢过程中产生的重要副产品,出炉温度高达1400℃～1600℃,含有大量显热。回收转炉煤气可以有效的降低钢铁行业能耗,目前转炉煤气的回收方法主要有煤气干法回收技术(LT法)和煤气湿法回收技术(OG法),这两种方法的共同缺点是没有对转炉煤气中温段的余热进行回收,其原因是转炉煤气的易燃易爆性。因此,研究转炉煤气中温段余热回收过程中的防爆抑爆特性有着重要的意义。目前,惰性气体抑爆法以其安全、环保等优势,正在被广泛的应用在工业中。气体的余热回收通常在管道内进行,本文以管道内火焰发展的层流理论和湍流理论为基础,转炉煤气/空气/惰性气体(N2、CO2和H2O)的预混气体作为研究对象,采用数值模拟方法研究管道内转炉煤气中温段余热回收过程中惰性气体抑爆特性。建立管道内一维稳态层流预混燃烧火焰模型,采用CHEMKIN软件对转炉煤气层流燃烧特性进行数值模拟。研究了不同初始条件下转炉煤气层流火焰传播速度的变化规律、不同浓度的惰性气体(N2、CO2和H2O)稀释下层流火焰传播速度变化规律、关键基元反应的敏感性分析,关键自由基的变化规律,反应路径分析。结果表明:转炉煤气的层流火焰传播速度随着初始温度的升高而增大,随着初始压力的升高而减小,随着化学当量比的增加先增大后减小;随着N2稀释量的增加,转炉煤气层流火焰中关键自由基(H、OH、O、HO2)的浓度逐渐降低,H自由基的消耗路径变化较大,抑制了 CO燃烧,层流火焰传播速度逐渐降低;随着CO2稀释量的增加,转炉煤气层流火焰中关键自由基(H、OH、O、HO2)的浓度大幅降低,CO、H2和H自由基的消耗路径均有较大变化,层流火焰传播速度逐渐降低;H2O稀释量为10%时,层流火焰中H、OH自由基浓度增加,反应路径的变化促进了 CO的燃烧,层流火焰传播速度增大,H2O稀释量增加到30%以上时,H、HO2自由基反应路径的变化导致了火焰中OH自由基浓度降低,层流火焰传播速度降低。以层流燃烧特性为基础,建立管道内转炉煤气湍流抑爆数值模型。采用FLUENT软件对管道内转炉煤气抑爆特性进行数值模拟,研究了管道内转炉煤气爆炸特性、不同惰性气体(N2、CO2和H2O)稀释下对转炉煤气的抑爆特性,分析比较三种惰性气体抑爆效果,抑爆特征参数随不同初始条件的变化。结果表明:管道内转炉煤气/空气的预混气体被点燃后,火焰传播过程很好的再现了经典“郁金香”火焰传播过程;惰性气体(N2、H2O、CO2)稀释下管道内转炉煤气的火焰传播速度、温度和压力均下降,相同的稀释量下CO2的抑爆效果最好,其次为H2O,N2的抑爆效果最差;抑制转炉煤气爆炸需要添加的CO2量随初始温度升高而增加,随初始压力的升高而减少,随化学当量比的增加先增加后减少,在化学当量比1.25附近,由于反应放出的热量最多,燃烧最为充分,需要更多的CO2才能抑制转炉煤气爆炸。