近年来,随着,我国,能源,改革,的不断,深化,天然气的使用比例也不断增大,这使得燃气燃烧器的市场不断扩大。但与此同时,国家对燃气燃烧器的排放指标的限制也是愈加严格。对于采用烟气再循环的扩散式燃烧或者半预混式燃烧方式的传统燃烧器来说,NOx等污染物的排放已经无法满足如今的排放指标。通过分析燃气燃烧器中NOx的产生机理,研究者们发现,使空气与燃气进行充分的混合,形成预混气后再进行燃烧并且配以合理的燃烧结构,能够降低NOx的排放量,从而达到排放标准。当前市面上最常见的全预混燃烧器即为表面式金属纤维燃烧器。全预混表面式燃烧器的关键技术主要包括燃气与空气的掺混技术以及掺混后的混合气在燃烧头内部的分配技术。本文围绕燃烧器的这两大关键技术,分别设计了不同结构的掺混器与分配器,并对其进行了性能试验的研究分析。首先,本文进行了整体冷态试验系统的设计、加工、搭建及调试。接着,开展了掺混器和分配器独自和组合的冷态压损试验以及掺混、分配性能的冷态纹影试验。通过压损试验分析了5种不同掺混器和3种分配器在燃烧器负荷为20%、40%、60%、80%和100%时的压力损失情况、总压损失系数以及平均阻力系数。通过比较分析,确定了压力损失最小的掺混器和分配器;利用纹影法分析比较了不同掺混器和分配器在燃烧器不同负荷下各特征位置的掺混、分配性能以及分配器不同底部距离、不同掺混器与分配器组合对掺混、分配均匀性的影响,进而在综合考虑阻力性能和掺混、分配均匀性能基础上,得出了最优的掺混、分配结构,为全预混表面式燃烧器的技术研发奠定了基础。最后,进行了整装燃烧器的热态燃烧试验,确定了风机特性曲线与燃烧器功率范围曲线;通过热态燃烧试验,验证了燃烧器在正式投主火全负荷运行时,NOx排放值可以稳定在20 mg/Nm~3以下,进一步验证了自主研制的掺混器和分配结构的合理性,对全预混表面式燃烧器的商业化推广具有积极的作用。