W火焰锅炉在燃用低挥发分煤方面表现出很明显的优越性，哈尔滨工业大学燃烧工程研究所通过多年努力，提出了具有自主知识产权的W火焰锅炉燃烧技术——“多次引射分级燃烧”。作为采用新技术的锅炉，结构及运行参数对燃烧具有显著的影响，故投入运行前需通过炉膛冷态动力场实验探索炉内气流流动规律，以分析验证或修改锅炉设计及运行方案。根据相似模化原理，以某电厂设计中的一台350MW W火焰锅炉为原型，搭建了单相实验台，利用乙二醇烟雾进行示踪实验，研究了拱下风倾角对炉内单相流动特性的影响。同时搭建了气固两相实验台，利用PDA测量系统，研究了拱下风倾角对炉内两相流动特性的影响。得如下实验结果：单相示踪实验表明，当倾角为0°时，流场严重偏斜，一次风气流运动轨迹呈前小后大“双L”型，前墙一次风气流在下射至拱下风处即转向炉膛中心，气流较混乱。同时前后墙拱下风运动轨迹呈现前高后低的“分层”现象。倾角为15°时，流场偏斜情况减轻，拱下风运动轨迹“分层”现象消失，流场趋于对称。倾角为25°时，流场高度对称，前后墙一次风气流运动轨迹呈现较理想的“W”型，一次风下行气流能够在拱下风的“引射”作用下继续下行至冷灰斗中部。倾角为35°时，流场对称，但拱下风紧贴水冷壁情况比较严重。不同拱下风倾角下，一次风均在喷入炉膛一定距离后才与乏气混合，并随下行深度的增加向前墙偏移，不同倾角下的混合情况相似。气固两相实验表明不同拱下风倾角下，下炉膛上部区域的竖直速度、竖直脉动速度、水平速度、水平脉动速度以及颗粒运动轨迹等分布相似，拱下风倾角对下炉膛上部流场影响较小。当倾角为0°时，气流下行深度不足，最大值颗粒体积流率测点相对较靠近炉膛中心，体积流率数值较小。随着拱下风倾角的增大，拱下风对下行气流的“引射”作用增强，“拦截”作用减弱，气流的下行深度随之而增加，且颗粒体积最大值测点向前墙和冷灰斗区域靠拢。倾角为35°时，气流下行深度大，颗粒运动轨迹转折点较靠近前墙炉壁，且运动轨迹均低于其他倾角工况，同时最大体积流率测点较靠近前墙和冷灰斗水冷壁面，体积流率数值较大。倾角为0°和15°时，下炉膛中下部区域水平速度由炉膛中心指向炉膛前墙，炉内产生了回流区。倾角为25°和35°时，水平脉动速度从前墙至炉膛中心区域呈现递增趋势。综合考虑，当拱下风倾角在15°至25°之间时，炉内流动特性较理想。