锅炉热态性能试验以及风量配比试验是火力发电厂的重要试验之一,它对运行人员及时、准确地了解锅炉设备的实际运行特性,维持燃料高效、清洁燃烧,保证设备及运行人员的安全及其新机组的性能鉴定有着重要的意义。然而,炉内的燃烧过程非常复杂,进行热态性能试验存在着工作量大、工况调整困难、测量方法复杂等局限,使炉内各物理量细节信息的获取具有很大难度。随着计算机技术、计算传热学、计算燃烧学和燃烧理论模型的不断发展,以及计算流体力学商业软件功能的逐渐增强,数值模拟已经成为研究锅炉炉内燃烧过程的行之有效的手段。本文利用计算流体力学软件Fluent,对某公司热电厂CG-220/9.81-M型四角切向燃烧锅炉原始设计工况炉内流动、传热及燃烧过程进行了数值模拟,通过对模拟结果的分析,验证了本课题所建物理、数学模型及数值方法的合理性。同时,对不同二次风配风方式、过量空气系数、煤粉浓淡比以及不同负荷工况进行了数值模拟。模拟计算结果表明:二次风均等配风、正宝塔配风、倒宝塔配风三种配风方式中,正宝塔配风时高温火焰位于燃烧区的中心位置,切圆燃烧状况良好,火焰不贴壁,且平均壁面热负荷较高,为满负荷运行最佳配风方式;随着过量空气系数增大,炉内整体温度水平有所降低,燃烧切圆直径和高温区面积逐渐减小,因氧气的增多,增加了燃料型NOx的生成;随着负荷降低,炉内整体温度水平降低,壁面平均热流密度降低,炉膛出口平均温度和速度以及平均NO质量浓度降低;煤粉浓淡比的变化对炉内温度场和NOx的生成有重要的影响,选择合适的浓淡比,不仅能使炉内具有较好的温度场分布,而且能减少NOx的生成量。本文研究为锅炉冷、热态性能试验的实施及设计提供了一种辅助手段,并对四角切圆煤粉炉的炉内燃烧过程的优化配风、煤粉气流浓淡配比、变负荷运行以及NOx预测提供了重要而有意义的参考依据。