管式加热炉是炼油化工过程中的耗能大户，其消耗的燃料相当于该炼油厂总加工量的8％～12％，燃料费占总操作费用的约60％～70％，运用现代科学技术对管式加热炉的结构参数及其工艺参数进行优化设计，对降低生产成本、减少氮氧化物的排放、提高经济效益都有着十分重要的意义。　　燃烧器作为管式加热炉的关键部件之一，其性能的好坏直接影响着加热炉燃烧效率、燃烧稳定性、炉内温度场分布以及污染物排放等。良好的燃烧器结构对于保证加热炉高效稳定运行起着决定性的作用。在实际生产过程中，许多燃烧器在使用过程中由于燃料燃烧不完全，结果导致火焰疲软无力甚至舔烧炉管等不良工况，使得炉管局部产生高温、添堵、结焦等严重后果，给加热炉带来了极大的安全隐患。而且国内外针对管式加热炉的油-气联合燃烧器的研究鲜有报道，寻找合理的燃烧器结构及工艺参数，以提高燃烧器性能，确保良好的加热效果，提高加热炉热效率具有深远的现实意义。　　本文针对某石化公司炼油厂常减压装置中的一台应用油-气联合燃烧器的管式加热炉进行了研究调查，以一个燃烧单元作为研究对象，运用计算流体力学软件FLUENT，对油-气联合燃烧器燃油喷口的喷射角度对燃烧性能的影响进行了研究;第二，探讨了燃气喷孔喷射角度对油-气联合燃烧器性能的影响;第三，从工艺参数的角度出发，讨论了一次风、二次风配比对油-气联合燃烧器性能的影响;第四，以二次风的入射角度为研究对象，研究不同入射角度对油-气混烧燃烧器性能的影响;最后，应用正交设计法，建立四因素三水平的正交表，以火焰高度作为目标参数，对油-气联合燃烧器的各个影响因素进行分析，得出最优结构参数和工艺参数，为加热炉结构改进提供一定的理论指导。在数值模拟中选用了标准k-ε湍流模型、PDF燃烧模型、P-1辐射模型、DPM模型等模型。　　研究结果表明:　　(1)油燃料的入口喷射角度为30°时和气体燃料的入口喷射角度10°均能促进燃料与助燃空气的预混，有效地提高燃料的利用率。　　(2)在燃烧道出口处增加一个圆台形的缩径能够显著提高烟焰的射流作用，对于提高火焰刚度，加速燃料的燃烧速率能起到积极作用。　　(3)改变一、二次风的配风比为4∶6可以调整火焰的高度，影响燃烧单元内的温度分布和流场分布，有效地提高燃烧器的工作性能。　　(4)通过正交试验法进一步研究了以上几项因素对于燃烧器工作时的火焰高度和工作性能影响，采用极差分析和方差分析的方法得到了最优的结构和工艺参数组合，研究表明:液体燃料入口35°，气体燃料入口10°，燃烧道出口为圆台形缩径，一、二次风配比为3∶7为最优的参数组合。在此基础上对优化方案进行数值模拟，模拟结果表明了正交试验的合理性。