电站锅炉燃料燃烧过程中会排放大量污染物，氮氧化物（NOx）就是其中之一。随着大气污染物排放新标准（GB13223-2011）的实施，降低NOx排放成为电站锅炉技改的主要目标。新疆某电厂480t/h超高压燃煤锅炉，NOx排放浓度多在500~600mg/Nm3范围内。本文在详细分析燃煤特性、锅炉设备特点与NOx排放特性的基础上，提出空气分级燃烧技术与煤粉浓淡燃烧技术联合使用降低NOx排放的燃烧改造方案。改造后进行了燃烧优化调整试验，分析研究了分离燃尽风（SOFA）配风方式、二次风配风方式、运行氧量、磨煤机组合方式对燃烧特性及NOx排放的影响。结果表明：当分离燃尽风门开度55%以上或开启2~3层SOFA风时，锅炉NOx排放均可降低到250mg/Nm3以下，较改造前的550mg/Nm3降低约55%，减排效果明显；与此同时，锅炉效率可达92.0%以上，较改造前的91.69%显著提高。燃烧改造后炉膛出口烟温能够控制在850oC以下，有效减轻了水冷壁、屏过及高过等高温受热面的结渣，保证锅炉长期经济、安全运行。利用数值模拟软件Fluent对锅炉改造后燃烧调整过程进行了深入数值模拟优化，研究了燃烧切圆变化、煤粉细度变化对锅炉炉内流场、温度场、氧浓度分布、NOx浓度分布和煤粉燃尽率的影响。由数值模拟结果可知，切圆减小后煤粉气流偏墙现象明显改善，对水冷壁的冲刷作用减弱，水冷壁的结渣及高温腐蚀趋势降低；煤粉细度减小以后，煤粉燃尽率提高，NOx排放降低，炉膛出口烟温降低，减轻了屏过、高过等高温受热面的结渣。研究结果为锅炉的进一步优化调整提供信息参考与理论指导。