由于中国国内能源结构的调整,国际燃油价格的一路飙升以及国家对环境的清洁要求越来越高,燃油燃气锅炉的核心部件——燃烧器尤其是燃气燃烧器近几年将得到飞速的发展。在目前燃油改燃气等实际工程问题面前,由于对锅炉本体结构并不做大的改动,而液体燃料与气体燃料的成分和燃烧特性不同,油改气后火焰形状和炉膛辐射强度都会发生改变。炉膛热量分布变化,必然引起锅炉效率、蒸汽压力、排烟温度等一系列的变化,严重的还可能影响锅炉的安全运行,引起爆管等。因此,详细了解燃料的变化以及配风方式对炉膛温度分布、锅炉的安全运行和污染物排放的影响是很有必要的。本文针对目前国内广泛运行的锅壳式燃油燃气锅炉,以在该结构锅炉上大量使用的、具有代表性的强制鼓风机械雾化燃油燃烧器和直流扩散式天然气燃烧器为研究对象,采用试验和数值模拟手段,详细研究了油气燃烧器各参数(负荷、炉膛背压、过量空气系数等)对锅炉炉膛内火焰燃烧场分布的影响,同时基于FLUENT平台,进行了燃油燃气燃烧器炉膛吹扫非稳态过程的数值模拟,研究炉膛内组分以及吹扫时间与吹扫风量的关系,其结果对指导燃油锅炉的燃气改造以及燃气锅炉的安全经济运行具有重要意义。通过燃油燃气燃烧器燃烧过程的试验研究和数值模拟以及吹扫瞬态过程的数值模拟,得出以下结论：1、燃烧器负荷大小除了直接影响炉膛温度水平以及炉膛出口烟气温度外,还直接影响火焰尺寸(长度和直径)。燃烧器负荷增大,炉膛出口烟温提高,同时火焰尺寸(长度和直径)增大。因此,无论是燃油燃气锅炉的设计、改造或是运行,在炉膛设计或校核时,除了要考虑控制炉膛容积热负荷qv这个宏观热力参数外,还要考虑炉膛结构与燃烧器火焰尺寸相匹配,在负荷变化范围内,燃烧器火焰在炉膛内充分展开,不能直接冲刷受热面。2、无论是燃油燃烧器,还是燃气燃烧器,过量空气系数提高,炉内温度水平下降,炉膛出口烟气温度下降。相对于燃油燃烧器,燃气燃烧器火焰尺寸(长度和直径)对过量空气系数更为敏感,空气过量系数越大,火焰越短,直径越小。从保证燃烧完全以及减小锅炉热损失的角度综合考虑,燃气燃烧器过量空气系数应尽可能接近1.0,燃油燃烧器不宜超过1.1。3、炉膛背压对燃气燃烧器的影响较大,对燃油燃烧器基本无影响。对燃气燃烧器,炉膛背压提高,火焰结构无较大变化,但使得整个燃烧过程提前,从而炉膛出口烟气温度降低。4、吹扫的难度与燃烧器及炉膛结构的复杂程度有关。吹扫应保持合适的风量,保持足够的吹扫时间。吹扫风量和所需最短吹扫时间近似成反比关系。5、通过燃油燃烧器和燃气燃烧器温度场对比,得出由于流动燃烧过程与辐射特性的不同,在相同负荷下,燃烧器出口附近燃油燃烧器的火焰温度比燃气燃烧器的火焰温度高,在炉膛出口附近燃气燃烧器烟气温度比燃油燃烧器烟气温度高。经试验结果与数值模拟结果对比分析,试验得出的温度变化趋势和数值模拟得出的温度变化趋势相一致。验证了数值模拟方法的可靠性,对进一步的油改气,锅炉的设计、调试、安全运行、操作规范的制定具有重要的指导意义。