钢铁行业产业链长、工序复杂,资源消耗量大,一直是我国大气污染治理的重点行业之一,而烧结工序又是钢铁行业的污染大户,传统的烧结工艺具有高能耗、高污染、余热利用率低等特点。烧结烟气循环技术是将部分烧结烟气通过烟气密封罩返回至烧结机台车上方再次参与烧结的一种方法,具有良好的节能减排效果。在工业实际烧结烟气循环系统运行过程中,普遍存在烟气分配不均以及烟气密封罩内料面气流分布不均等问题。本文以某钢铁厂360m~2烧结机烟气循环系统设备为研究对象,应用FLUENT数值模拟软件对烟气分配器和烟气密封罩进行了数值模拟研究,分析了循环系统结构参数对烟气分配器与烟气密封罩流场的影响,同时结合评价指标,确定了最优的烟气分配器及烟气密封罩结构;并对烟气流速、料层高度、风箱出口负压、料层孔隙率四个烧结系统工艺参数对烟气密封罩运行稳定性展开研究,得出了不同参数条件下烟气循环量与烟气密封罩内压力的关系表达式,为实际烟气循环系统运行过程中调节烟气循环量提供参考,并通过现场实测手段对数值模拟结果进行验证。得出的主要结论如下:(1)建立了烧结烟气循环系统设备数值模拟的数学物理模型,根据烟气在烟气循环系统设备中的流动特点,选取了标准k-ε两方程湍流模型,对料层区域选择多孔介质模型并建立其控制方程,为烟气循环系统设备数值模拟奠定了基础。(2)对不同结构的烟气分配器进行数值模拟分析,通过速度场、压力场等微观视角研究了烟气分配器流量分配不均的原因,结合流量均匀性评判标准,得出多级变径结构为流量分配最均匀的烟气分配器结构。(3)改变进气角度、进气方式、进气口间距、密封罩底座高度四个结构参数分别对烟气密封罩流场进行数值模拟,通过对不同结构的烟气密封罩内流场进行分析,同时结合流场评价指标进行分析,最终得到流场分布均匀性相对最优烟气密封罩结构:双侧30°进气、进气口间距(L)与进气口直径(D)的比值k为0、烟气密封罩底座高度(h)与烟气密封罩高度(H)的比值d为0.25。(4)通过对烟气流速、风箱出口负压、料层高度、料层孔隙率四个烧结系统工艺参数对烟气密封罩进行数值模拟分析,明确了烟气密封罩烟气外溢产生的条件,并得出了不同烧结系统工艺参数下烟气密封罩内的最大烟气流速。(5)通过线性拟合得出各烧结系统工艺参数下烟气循环量(Q)以及烟气密封罩压力(P)的关系,并通过对选定烧结参数值的条件下,对烟气循环量以及密封罩内压力进行现场测试并于数值模拟结果进行对比分析,误差范围为±20%处于可接受范围,为实际烟气循环系统运行过程调节烟气循环量提供参考价值。