高炉煤气作为钢铁冶炼过程中的主要副产物之一,由于其含有有毒成分一氧化碳而无法进行直接排放,燃烧利用时针对其回收利用的一种有效的利用方式,而由于其热值低,着火及稳燃困难,工业上常采用预热的方式来使其稳定燃烧,传统的采用锅炉尾部烟气余热的预热设备较为庞大,烟气出口温度较低,预热温度有限,因而本文提出了采用电磁感应加热的方式对于高炉煤气进行预热。首先提出了用于预热高炉煤气的电磁感应加热设备的基础结构方案,又在此基础之上设计了两种内置叶片的换热结构,以实现增强对流换热的作用。根据换热结构不同部件的功能确定了相应的材料;在选择管道材料时,为了确定耐热铸钢的物性参数随温度的变化关系,对于其电导率和导热系数进行了测定,发现了耐热铸钢的电导率远低于其他的金属材料。利用COMSOL Multphysics软件模拟了管道材料、换热器结构与加热频率对于感应加热效果的影响,模拟通过直接耦合法实现了电磁场与温度场的双向耦合,结果表明一定电导率范围内,相同的加热条件下,发热材料的发热效果随着电导率的显效而增加,当电导率减小到一定值时,材料的发热效果会减弱。耐热铸钢的电导率很低,不适合作为感应加热元件。并且发现了内置周向叶片的结构所得到的出口温度更均匀,管道的最高温度与出口平均温度的差值更小,叶片的角度越大,对流换热效果越好,对于气体的阻力损失越小。通过换热效率的比较评价了不同结构的换热效果,发现在管道内部增加换热叶片在一定程度上可以增加换热面积,增强换热效果,另一方面,会导致发热管道的材料增加造成线圈的负载增加,使其换热效率并没有明显的提高。为了验证预热对于高炉煤气稳燃效果的影响,通过Fluent数值模拟软件,选用了Realizable k-ε湍流模型,P-1辐射模型以及有限速率/涡耗散燃烧模型对于不同预热温度的高炉煤气通过一单只旋流燃烧器的燃烧效果行模拟,结果表明,当气体从293.15K预热至453.15K时,燃烧区域出现了回流区;燃烧区域的温度增加,并逐渐靠近燃烧器喷口,燃烧区域内组分燃尽位置逐渐靠近燃烧器喷口,说明预热能够提高高炉煤气的燃烧温度,促进燃烧反应的进行,对于高炉煤气的稳定燃烧有着促进作用。