随着环保问题的严峻化,降低锅炉的污染物排放日益受到关注,因此北京高井电厂2号炉进行了低NOX燃烧系统改造,在燃烧器上部加装燃尽风,并采用水平浓淡煤粉燃烧器作为主燃烧器,利用二次风分级配风燃烧方式来降低NOX排放。本文采用FLUENT6.2为平台,以高井电厂2号炉一台220t/h四角切圆燃烧方式的锅炉为研究对象,对二次风均等配风和分级配风方式下炉内流动、传热、燃烧和NO生成过程进行了数值计算,得到了炉膛内烟气温度场和燃烧产物的组分浓度分布。在炉内数值模拟过程中,气相湍流流动采用可实现的k-ε双方程模型,气固两相流动采用随机颗粒轨道模型,辐射换热采用P-1辐射模型,挥发分析出采用双竞争反应热解模型,挥发分燃烧模型采用混合分数PDF法,焦炭燃烧采用扩散-动力模型。采用有限差分法来离散微分方程,对控制方程的求解采用SIMPLEC算法,在直角坐标系下的非均匀交错网格系统中求解。模拟结果与热态试验结果进行了对照,两者吻合较好,验证了数学模型的可靠性和精确度,同时也表明将水平浓淡燃烧器和分级燃烧相结合的技术可以更有利于发挥水平浓淡燃烧器的稳燃、低污染排放的性能。通过计算和工业试验可见,分级配风后,煤粉进入炉膛燃烧迅速消耗掉低于理论燃烧的氧气量,同时炉膛中间区域生成了大量的CO,形成还原性气氛,对于有效抑制NOX生成非常有效。二次风倒塔配风方式更有利于NOX排放量的降低,且降低幅度较大;炉膛出口氧量对NOX排放影响较大,随着炉膛出口氧量的降低,氮氧化物的排放量也是降低的。同时,试验和计算均表明飞灰可燃物含量一直保持较低水平,保持了较高的燃烧效率,没有对锅炉的经济性运行产生负面影响。