煤粉燃烧过程生成的NOX是一种有害于人体健康的气体,而且会严重污染环境。随着人们环保意识的增强,控制NOX的排放和研究低NOX煤粉燃烧理论及技术已成为煤粉燃烧领域的重要课题。本文建立了煤粉燃烧和NO生成及还原的数学模型,并依据此模型对煤粉燃烧过程进行数值模拟。模拟以一维沉降炉为研究对象,以Fluent6.2软件为研究平台,着重考察烟煤和贫煤在不同过量空气系数下的燃烧和NO生成特性,并研究了两种煤燃烧过程中颗粒特性的变化煤粉燃烧包括水分蒸发、挥发份热解和燃烧燃烧及焦炭燃烧等阶段的复杂反应过程,针对煤粉的不同反应过程,采用扩散模型模拟计算水分蒸发过程,挥发份析出采用单步反应模型,挥发份燃烧采用扩散-动力控制模型,焦炭燃烧采用多表面反应模型。NO生成考虑了燃料中挥发份氮和焦炭氮的生成,燃料型NO采用De’Soete提出的以HCN和NH3为中间产物的总体反应机理,焦炭氮采用了与NO的氧化、还原反应机理。选择典型的京能煤粉燃烧工况对所建立的燃烧模型进行验证,主要将炉内温度场、主要组分浓度场和NO组分浓度的模拟值与试验值进行了比较,结果表明无论是燃烧模型还是NO转化模型均能较为准确的反映京能煤粉燃烧和还原NO过程。之后研究了过量空气系数的变化对燃烧温度场,组分浓度场,NO排放浓度和颗粒燃尽程度的影响。研究表明:在燃料量一定时,过量空气系数的增加导致燃料燃烧更完全,NO排放浓度增加,NO转化率增加。在相同颗粒直径下,过量空气系数的增加,颗粒中可燃物转化率增加。通过对比烟煤和贫煤的燃烧特性表明:在相同的燃烧条件下,烟煤的NO排放浓度较贫煤小,但是NO的转化率比贫煤高。对于颗粒相,贫煤的挥发份析出较烟煤慢,且颗粒的燃尽率比烟煤低。通过本文对煤粉燃烧特性以及NO生成特性的研究将为煤粉的洁净高效燃烧的利用方式提供指导意义。