火电厂燃煤产生的NOx的排放日益严重地危害着人类生存的环境和人类自身的健康，这是一个迫切需要解决的问题。为此，国内外开发了许多控制NOx排放的技术，其中燃料再燃是一种很有效的方法。 燃料再燃原理是在炉内贫氧燃烧段喷入再燃燃料以还原生成的NOx。早期的研究工作都把天然气作为再燃燃料，后来再燃燃料由气体扩展到了煤粉，这更适合我国国情：(1)我国具有丰富的煤炭储量，用煤粉作为再燃燃料是节省投资的好方法；(2)我国的火电厂以燃煤为主，采用煤粉作为再燃燃料不需要增加第二种燃料，设备相对简单。目前关于煤粉再燃方面的研究工作仍处于探索阶段。 本文对燃煤锅炉超细煤粉再燃过程进行了三维数值模拟，提出了降低NOx排放的方法。主要工作与结论如下： 建立了数值模型，采用非预混燃烧模型描述燃烧过程，用Realizable k-ε双方程模型描述气相的湍流流动，用混合分数—概率密度函数描述气相湍流燃烧状况，采用随机的颗粒轨道模型描述固相颗粒的运动轨迹，用单方程模型描述挥发份析出情况，选用P-1模型计算辐射传热，用后处理方法模拟NOx生成。 利用上述数学模型和数值计算方法对文献中所述物理问题进行描述，将模拟后所得计算结果与文献中试验结果进行了比较，两者吻合较好。证明了上述数学模型的有效性。继而应用上述数学模型模拟了锅炉的常规燃烧过程。 通过对锅炉的常规燃烧过程进行数值模拟，从煤种、空气过量系数和颗粒粒度等方面考察了NOx排放情况。结果显示，NOx的排放浓度随着空气过量系数的增大而明显增大；NOx的排放浓度与煤粉颗粒的关系中，存在一个煤粉粒度临界值。 在对常规燃烧锅炉改进的基础上，利用数值模拟方法，研究了超细煤粉再燃技术中部分因素对NOx排放浓度的影响。结果表明，对于本文所改造的锅炉，最佳再燃区温度为1600K；最佳再燃燃料投射位置为900mm；再燃区过量空气系数为0.8；综合考虑脱氮率和燃烧效率，超细煤粉再燃燃料比宜在10％～20％之间；此外再燃煤粉粒径的减小可以提高NOx还原率，但当再燃煤粉粒径小于20μm时，煤粉粒径对NOx的排放量的影响已不太明显，所以再燃煤粉粒径一般选为20μm。 将超细粉再燃和常规燃烧两种工况的燃烧结果进行比较可以看出，与常规燃烧相比，超细煤粉再燃烧大大降低了NOx排放，在确保锅炉安全和燃烧效率的前提下，脱氮率可提高15％以上。本文提出了对常规燃烧锅炉进行超细煤粉再燃的改造方案，对进一步应用于工程实际有参考价值。