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从目前立式燃油锅炉的发展现状出发，针对某小型立式燃油锅炉热效率不高，NOx排放偏高的缺点，提出了相应改造方案，建立传热模型分析改造前后炉内燃烧与传热过程，并通过实验进行相关测试研究。经过分析和实验，结果表明：通过在炉膛中加装内炉胆，强化了燃烧与传热过程，提高了热效率，并改善了烟气排放；改造后的燃油锅炉炉膛温度分布均匀，无明显高温区，过量空气系数由1．10降低至1．05以下，NOx排放降低25％以上，排烟温度明显降低，热效率提高2个百分点左右，以上均证明了该改造方案的可行性。