本文研究如何在空间狭小、温度相对较低的生物质成型燃料采暖炉内优化火焰形状、强化燃烧,以达到提高采暖炉热效率、减少污染物排放的目的。对生物质成型燃料采暖炉开展燃烧试验和热平衡分析,发现采暖炉内存在灰渣堵塞一次空气通道导致炉排上存在缺氧燃烧区,挥发份和二次空气混合欠佳,生物质成型燃料燃烧不完全,排烟损失大等问题。为此,本文提出炉排优化方案——旋流炉排燃烧器。对生物质成型燃料采暖炉开展冷态实验研究,分析采用旋流和非旋流炉排时,炉内冷态速度场分布,证明采用旋流炉排能产生旋流。基于FLUENT软件,根据生物质成型燃料和采暖炉的特点,采用标准k-ε湍流模型和壁面函数法、非预混燃烧模型、P-1辐射模型,实现了炉内多场耦合,并通过prePDF计算化学反应平衡,建立生物质成型燃料采暖炉燃烧仿真系统。数值模拟研究过量空气系数、二次风入口角度和旋流炉排长短轴比三因素联合作用下,采暖炉炉内速度场、温度场、浓度场以及炉膛出口烟气成分的变化,得到以下结论：(1)采用旋流炉排燃烧器后,炉膛出口温度明显降低,烟气温度分布均匀、波动幅度小,能提高烟气与换热管的换热效率,有效解决了采暖炉排烟损失大的问题。(2)随过量空气系数增大,旋流强度逐渐增大,回流区位置上移,火焰横向面积增大并向炉壁靠近,直至产生贴壁燃烧现象。过量空气系数为1.5时,炉膛出口烟气温度分布均匀、波动幅度小,燃料燃尽率高,污染物排放少,是过量空气系数最优选择；(3)随二次风入口角度增大,旋流强度逐渐减小,旋流区向炉壁靠近后消失。二次风入口角度为30°时,炉膛出口烟气温度分布均匀、波动幅度小,燃料燃尽率高,污染物排放少,是二次风入口角度最优选择；(4)炉排长宽比为1.6时,炉膛出口烟气温度分布均匀、波动幅度小,燃料燃尽率高,污染物排放最少,是炉排长短轴比最优选择。