切圆燃烧锅炉因其炉膛火焰炉膛充满程度好,煤粉燃尽效率高,受热面吸热均匀而被我国广泛应用。随着火电机组参数的提高,切圆燃烧锅炉的问题也暴露出来。由于残余旋转气流的影响,造成了炉膛出口左右两侧烟气速度偏差,从而形成烟气温度分布不均,情况严重时,会造成换热设备爆管问题。本文针对一台330MW四角切圆锅炉开展了炉膛出口烟温偏差的数值模拟和实验的研究,提出通过SOFA喷口偏置来削弱炉膛出口残余旋转的方案,以达到降低炉膛出口烟温偏差的目的,研究结果可作为降低实际四角切圆锅炉烟温偏差的参考依据。首先,根据锅炉的实际结构,建立了合理的几何和数学模型,开展了数值模拟研究,并与现场实验数据进行了对比验证,模拟结果与实验结果相符。结果表明:炉膛中心形成了良好的逆时针切圆,炉膛中心区域温度高,四周区域温度低。但随着炉膛高度的增加,烟气到达分隔屏底部时还存在着一定的残余旋转强度,使得水平烟道左右两侧出现了烟温偏差现象。烟道出口截面下侧出现烟温偏差问题,且高温区主要集中在烟道的右下侧。其次,开展了锅炉烟温偏差调整的模拟研究,重点分析SOFA喷口偏置角度和风率对炉膛出口的残余旋转和温度偏差的影响。结果表明:增大SOFA喷口水平反切角度,炉膛出口残余旋转强度减弱,炉膛出口烟温偏差降低。在反切的基础上,进一步增大SOFA风门开度,炉膛出口烟温进一步降低,屏底的烟气温度升高,炉膛出口NOx排放浓度下降明显。SOFA燃烧器下摆,有利于降低炉膛出口烟温偏差,有利于提高煤粉燃尽率。最后,介绍了一种断面温度场在线监测系统,在锅炉某一断面安装了4个炉膛火焰探测器,通过对火焰辐射图像的处理,计算出该断面的温度分布,同时利用光谱仪采集的光谱数据计算火焰的温度,图像测温法与光谱测温法的结果吻合度较高。后利用该系统进行了SOFA喷口竖直摆角实验,从结果可以知道,该温度监测系统能够实时的反应出炉膛断面的烟温偏差情况。