W型火焰锅炉技术是我国大型电站锅炉燃用低挥发份燃料的主要燃烧方式之一,目前我国运行的W型火焰锅炉中普遍存在着火焰下射深度不够、NO_x排放过高、飞灰含碳量过高、无烟煤燃烧效率不高等问题。本文在调研国内W型火焰锅炉技术的使用和研究的基础上,以相关锅炉厂引进的F&W公司W火焰锅炉技术为基础,设计相应的W型火焰锅炉综合试验平台,开展燃烧试验,同时对原炉进行数值模拟。结合热态实验和数值模拟结果,本文对W型火焰锅炉进行了深入的研究,得到了丰富的结论,提出了相关改进建议。通过热态实验和数值模拟对不同工况的实验研究,揭示了W型火焰锅炉炉内火焰流场特点和各送风喷口对炉内燃烧影响的特性,给出了运行时各送风喷口的配风建议,提出了控制炉内火焰形状的参数;针对W型火焰锅炉炉拱附近流场特点给出了原因分析,指出了改善方向和建议措施;指出W型火焰锅炉飞灰含碳量高的原因,并提供了解决方向和建议措施;研究了W型火焰锅炉的炉内NO_x排放特性,给出了降低NO_x的建议和措施;研究了燃尽风率、下炉膛F层二次风与一次风粉气流动量比、炉膛出口烟温、NO_x排放以及炉膛出口飞灰含碳量之间的关联,给出了最佳运行状态的建议。本文还对炉膛壁面的温度分布、颗粒浓度分布、热流密度分布以及壁面附近各成分分布进行了研究,得到其分布特性。以上研究为实际运行和解决实际问题提供了理论指导方向。