随着国家能源结构的调整,天然气的消费量在逐年增长。因此在锅炉行业中,燃气锅炉也正在取代污染严重且耗能高的燃煤锅炉,但是燃气锅炉在使用中也存在NOx排放高的问题。针对NOx排放高的问题,本文通过对燃气锅炉建立三维模型,使用CFD软件Fluent对模型进行数值模拟,研究了锅炉内的燃烧情况(流场、温度场、NOx的生成浓度等)与过量空气系数、不同的锅炉负荷之间的关系,以及引入0%到20%烟气再循环之后,对燃烧和NOx生成的影响。主要工作和结论如下:(1)当锅炉负荷为100%时,研究过量空气系数对燃烧的影响,通过建立z=0截面,比较截面上的平均温度、最高温度发现,截面上的最高温度随着过量空气系数(由1增加到1.3)增加变化不大,稳定在2160K左右;截面的平均温度和NOx的生成浓度都随着过量空气系数的增加呈现先增加后降低的趋势,极值点分别出现在过量空气系数为1.1和1.2时,最大值分别为1360K和110mg/m3。(2)当过量空气系数为1.1时,研究锅炉负荷对燃烧和NOx生成影响,发现随着锅炉负荷不断降低(由100%负荷降低到40%负荷),炉内的最大速度也随着负荷的降低而不断降低,由100%负荷时的116m/s下降到40%负荷时所对应的45m/s;炉内的最高温度也呈现不断降低的趋势,由100%负荷时的2245K下降到40%负荷所对应的2185K;因此NOx生成浓度也随着下降,由100%负荷时110mg/m3下降为40%负荷时所对应的 85mg/m3。(3)在过量空气系数为1.1时和锅炉负荷为100%的情况下,研究不同的烟气再循环率(0%到20%)对燃烧的影响。通过计算可知,随着烟气再循环率的增加,空气入口处的氧气浓度不断降低,由最大的氧气浓度21%下降到最小的氧气浓度17.52%。炉内燃烧的最高温度随着烟气再循环率增加而不断下降,由未引入烟气再循环时的最高温度为2235K下降到烟气再循环率为20%时所对应的1984K,降低了 251K,其中在5%-10%这个烟气再循区间内温度降幅最大。温度的降低导致,NOx的生成浓度也随着烟气再循环率的增加不断下降,由为引入烟气再循环时的110mg/m3下降烟气再循环率为20%时的38mg/m3,降幅约为65%。