“W”型火焰锅炉在燃烧无烟煤和贫煤方面有着独特的优势,在今天依旧有较大的研究意义。同时,在改善能源结构的大环境下,已经有越来越多的学者研究煤粉与其它燃料混燃的效果。废矿物油作为一种危险废弃物,其如何回收利用越来越受到人们的关注。本文以一台600 MW超临界“W”型火焰锅炉为研究对象,根据锅炉自身情况提出了系统的改造方案,进行了大量的数值模拟工作,研究了纯煤燃烧工况下和混燃废矿物油工况下的低氮燃烧特性。本文首先对所选锅炉原始工况进行数值模拟,分析了该锅炉目前存在的问题,同时将计算数据与实验数据进行比较,验证了网格划分和模型选取的合理性。随后通过乏气风下移、前后墙风口改造、配风比例优化等方式进行炉型改造,改造后又研究了拱上风和F层风配风比例、拱上风风速、乏气风下倾角度、F层风下倾角度和低负荷运行对低氮燃烧特性的影响。结果表明,炉型改造后,空气分级效果变好,氮氧化物排放浓度得到了有效控制,但是飞灰含碳量显著升高。针对飞灰含碳量过高的问题,进行了拱上风和F层风配风比例的优化,但优化效果并不明显。然后进行了拱上风风速的优化,结果显示,拱上风风速降至18 m/s时,飞灰含碳量显著降低。随后研究了乏气风下倾角度和F层风下倾角度对低氮燃烧特性的影响,最终优化工况为乏气风下倾30°,F层风下倾45°。最后进行锅炉低负荷数值模拟计算,发现随着锅炉负荷的降低,氮氧化物排放浓度有所下降,飞灰含碳量有所上升。本文在完成纯煤燃烧的低氮改造后,在最终优化工况的基础上进行了混燃废矿物油的数值模拟工作,研究了废矿物油喷入位置、油风空气系数、废矿物油在燃尽风下侧的高度和低负荷下混燃废矿物油对低氮燃烧特性的影响。结果表明,相比于纯煤燃烧,混燃废矿物油可以降低氮氧化物的排放,当废矿物油在下炉膛喷入时,还可以促进煤粉的燃尽,随着喷油位置高度的升高,氮氧化物排放浓度逐渐降低,但是飞灰含碳量逐渐上升。选取废矿物油在燃尽风下侧喷入工况研究油风空气系数对低氮燃烧特性的影响,并未发现显著的规律。随后研究废矿物油在燃尽风下侧的高度是否会影响低氮燃烧特性,发现随着油风喷口高度的上升,氮氧化物排放浓度逐渐下降,飞灰含碳量逐渐上升。最后选取50%负荷工况进行混燃废矿物油数值模拟,发现低负荷下混燃废矿物油同样可以降低氮氧化物的排放,促进煤粉的燃尽。