为了适应更高的环保要求,尤其是对NOx排放的要求,国内引进了大量的新型低NOx燃烧器。但是我国动力用煤煤种多变、煤质差,很多燃烧器在实际应用中产生了结渣严重、低负荷稳燃性能差等一系列问题。为了解决这些问题,本文对三井巴布科克有限公司生产的新一代低NOx燃烧器——圆周浓淡燃烧器和改进的圆周浓淡燃烧器的气、固两相流动特性进行了PDA试验和数值模拟研究。PDA实验研究表明两燃烧器在距燃烧器喷口轴向距离为x/d=0.1-0.3截面均存在环形中心回流区。圆周浓淡燃烧器中心回流区出现在一二次风之间;改进的圆周浓淡燃烧器中心回流区出现在内二次风与外二次风之间。圆周浓淡燃烧器在x/d=0.1截面,回流区范围最大,回流区的径向距离为40mm≤r≤65mm,回流速度最高达到4m/s。由于圆周浓淡燃烧器的中心回流区延伸到了燃烧器喷口内部,而颗粒体积流量峰值由于结构原因,在x/d=0.1截面距回流区边界仅10mm,大量的颗粒被过早地卷入回流区,易造成烧器喷口烧坏和结渣。同时回流区卷吸的二次风,为煤粉燃烧提供了一个高温,高的氧气浓度和长的停留时间,易于NOx生成。改进的圆周浓淡燃烧器的回流区起始于燃烧器喷口外侧,在x/d=0.1截面,燃烧器中心处的颗粒体积流量峰值距回流区边界44mm,回流区内的颗粒体积流量较低,不易造成烧器喷口烧坏和结渣。燃烧器中心附近颗粒体积浓度较高,大量的煤粉富集在低氧的燃烧器中心区域,可以降低煤粉的着火热,并抑制NOx生成。用可实现的k-ε模型模拟得到的数据与实验值吻合的都比较好,表明尽管可实现的k-ε模型在模拟强旋流动中尽管具有机理上的不足,但已可以满足工程应用的精度要求,能够较好地模拟旋流燃烧器出口区域的流动特性。