我国是产煤大国,也是煤炭消耗大国。在我国燃煤发电厂作为煤炭需求和消费大户的国情下,如何更加高效、清洁的利用煤炭资源,提高电厂安全运行效益和发电效率,为国家节能减排工作做出贡献,成了广大能源科技工作者和电厂管理人员需要考虑的一项长期而富有挑战的任务。本文围绕电站锅炉燃烧和NOx控制展开研究,采用实验室试验、数值模拟和现场试验相结合的方法,研究了一套运行优化技术。论文根据广东某电厂#1锅炉NOx排放量大的情况,结合经济费用,提出了采用炉内空气分级的低NOx改造方案。通过对主燃区喷口改造、增加SOFA喷口、磨煤机分离器改造等,经过现场测试,在额定负荷下NOx排放量降为298mg/m3,脱硝率达50%。为了全面地掌握实施低NOx改造后炉内的温度和主要气体组分的分布情况,本文采用CFD技术对实施燃烧器改造前、后的炉内流动、燃烧状况进行了模拟。模拟结果显示,空气分级改造后燃烧稳定,NOx排放量显著降低,且与实测值较为接近,达到了预计的效果。干排渣技术是一项节水节能的技术,同时提高了灰渣的综合利用价值,增加了发电厂的经济效益。本文介绍了干排渣系统的原理和系统组成,并对某电厂200MW煤粉炉采用干排渣技术改造后炉内温度场和NOx生成情况利用CFD技术进行了数值模拟研究,结果显示炉膛火焰中心高度基本没变,温度场变化很小。炉膛出口NOx浓度有所增加,分析原因,可能是炉底漏风增加了炉膛底层的氧量,削弱了该锅炉经过空气分级改造后燃烧器区域的贫氧富燃效果,增加了燃料型NOx的生成。在分段堆煤的煤段间混合情况的研究中,发现燃煤的掺混情况与煤场的堆煤过程的顺序、堆煤的操作程序有很大的关系。煤场煤堆相互掺混深入1-2cm,相当于现实煤场的2-4m,说明堆煤的互混对燃煤煤质的供应的稳定性还有很大的影响。煤的内在水分对堆煤的堆积角影响很小,煤的颗粒度无外在水分的情况下对堆积角影响可以忽略。堆煤的堆积角随着外在水分的增加堆积角也随之增加,且外在水分的大小对堆积角影响明显。根据燃烧模型的颗粒粘结模型,分别计算了低氮改造前后壁面上的结渣情况。针对沙角A电厂的混煤燃烧情况进行了低氮改造前后的结渣模拟,结果显示,混煤可以减轻结渣,且低氮改造前后的易结渣区域发生变化。对于混煤防结渣,本文基于广义回归神经网络与遗传算法的煤灰熔点优化计算得到最高和最低熔点的煤灰氧化物成分。管内气固两相流的在线测量技术对电站锅炉的安全及优化运行具有重要的意义,本文对一种基于超声波被动接收原理的管内气固两相流浓度的方法进行了研究,在煤粉的弯头外侧装设超声波接收器,通过接收气固两相流内固体颗粒撞击弯头管壁产生的超声波信号,经过增益器将信号传送到计算机,计算机对超声波信号处理后,根据不同固体浓度下信号特征的变化获得管内气固两相流的浓度。试验结果表明基于超声波方法的管内气固两相流浓度测量技术可实现气固两相流中固体浓度的连续在线测量,采用方均根电压作为超声信号的分析具有最佳的分辨率。