本论文研究的目的是在煤粉锅炉空气燃烧模拟的计算流体力学(CFD)模型及其FORTRAN程序基础上开发适用于氧气／再循环烟气(O2／RFG)气氛下煤粉燃烧的CFD模拟模型,并将其应用于一台由空气燃烧改造成O2／RFG燃烧的600 MW墙式燃烧煤粉锅炉的数值研究。通过对O2／RFG和O2／N2气氛下炉内燃烧和NO生成特性的比较研究验证了模型的可行性,在此模型基础上,通过数值模拟进一步研究了O2／RFG气氛下锅炉的主要运行参数如烟气再循环率和过量氧气系数的变化对炉内燃烧特性的影响,并对O2／RFG气氛下NOx生成特性及其控制进行了系统的研究。　　 采用CFD方法,对具有相同绝热火焰温度的空气燃烧和入口O2浓度为30％的O2／RFG燃烧时炉内燃烧过程的数值模拟显示,两种气氛下炉内温度水平相近、总体分布相似、主燃烧区域O2浓度分布相吻合,并且炉膛出口的平均温度相差很小,表明这两种气氛下炉内燃烧状况和热量分配相同；O2／RFG气氛下喷口附近温度上升明显较快,说明煤粉在O2／RFG气氛下燃烧着火和稳定性更好；与空气气氛相比,O2／RFG气氛下炉膛出口处O2浓度较高,炉内NO生成及排放显著降低。　　 对O2／RFG燃烧时烟气再循环率和过量氧气系数变化对炉内燃烧特性影响的数值研究表明,随着烟气再循环率的降低,炉内煤粉燃烧明显改善、温度水平显著提高,表明降低烟气再循环率可以明显改善炉内燃烧；随着烟气再循环率的降低,炉膛出口平均温度和平均O2浓度呈增加趋势。通过降低OFA氧气量的方式降低入炉过量氧气系数后,炉内主燃烧区域的温度总体分布相差不大,炉内煤粉燃烧稳定、着火位置相近,说明过量氧气系数的降低并没有显著影响煤粉在炉内的燃烧特性；主燃烧区和炉膛出口的温度略有下降,炉膛出口处O2浓度明显降低。　　 对O2／RFG气氛下NO生成特性及其控制的数值研究表明,烟气再循环率的变化导致的炉内燃烧工况的变化显著影响炉内NO的生成特性；与空气气氛下相比,O2／RFG气氛下生成及排放的NO均要明显降低；在燃烧稳定的情况下,烟气再循环率的降低导致炉内NO生成减少而有利于排放的降低。通过改变主燃烧区和OFA过量氧气系数分配对氧气分级作用的研究表明,在O2／RFG燃烧条件下,炉内氧气分级仍可有效降低NO的生成。对再循环烟气中NO浓度影响的研究表明,随着再循环烟气中NO浓度的增加,整体上燃烧器区域NO生成浓度有明显增加；高NO浓度主要出现在旋流煤粉燃烧器轨迹区的外围,体现出低NOx旋流燃烧火焰中心区强烈的还原作用依然很有效；计算得到的NO排放量与循环进入的NO浓度之间呈现着很好的线性关系,大约有74％的入炉NO在炉内得到了转化而还原,体现出NO再燃机理的显著还原作用。