大容量、高参数的的超（超）临界机组由于具有煤电效率高、污染物排放低等优势，成为国内外燃煤发电机组主流发展方向。W火焰燃烧方式的结构设计有助于贫煤和无烟煤的稳定燃烧，因此超临界W火焰锅炉在提高锅炉热效率和能源综合利用率方面有独特的优势。目前国内已投运的超临界W火焰锅炉存在高负荷下运行稳定性差、飞灰可燃物偏高、下炉膛易结渣以及NOx排放过高等诸多问题。为解决上述问题，提高超临界W火焰锅炉机组的运行管理水平，采用数值模拟方法建立炉膛湍流流动、传热及燃烧模型研究炉内燃烧规律特性，对于超临界W火焰锅炉的优化运行和改进设计具有重要的指导意义。本文以东方锅炉600MW超临界W火焰锅炉为研究对象，采用计算流体力学方法对其在稳态工况、不同负荷工况及非稳态跨临界状态下进行了炉内CFD数值模拟。论文主要包括以下几方面的内容：1、按照炉膛几何实际尺寸建立1:1几何模型，根据炉膛结构及流动特点，完成炉膛分区域混合网格模型的划分。2、从非预混燃烧、气相湍流、颗粒相轨道模型、辐射传热、煤粉挥发分燃烧等模型入手建立计算模型，同时建立了炉膛水冷壁一维分布参数模型，将其得到的水冷壁温度分布作为CFD模拟的边界条件，完成两种模型的混合模拟。3、利用Fluent二次开发功能实现跨临界工况下水冷壁参数的数据文件读取，对锅炉在水冷壁跨临界工况下的燃烧稳定情况进行非稳态的数值模拟。通过数值模拟得到了基础工况、不同负荷工况及跨临界变负荷条件下炉膛内温度场、流场、组分浓度场、煤粉燃烧情况、壁面换热系数等分布特性，并进行了系统的分析。本文的研究对锅炉的优化运行和改进设计奠定了重要的理论基础。