在“西气东输”、“煤改气”政策的推广以及天然气作为一种优质、高效、清洁能源在各行各业所展现出来的潜力的背景之下,以实现气体燃料低NO_x排放为目的,综合现有的低NO_x燃气燃烧技术中的燃料分级、烟气再循环以及多点分散燃烧技术,设计了新型低NO_x燃气燃烧器及其实验系统,并对其进行了速度场、温度场及燃烧产物中NO_x含量变化规律的数值模拟和实验研究工作。设计并制造出十二种不同结构的新型低NO_x燃气燃烧器。查阅国内外相关文献,在前人关于燃气的清洁高效燃烧技术的研究基础上,总结燃气燃烧过程中NO_x的生成机理,综合使用已有的燃料分级、烟气再循环和多点分散燃烧控制技术,设计出了新型低NO_x燃气燃烧器,该燃烧器具有多点分散燃烧的长火焰、炉内热负荷分布均匀以及超低NO_x生成的特点。为与新型低NO_x燃气燃烧器形成对比,还设计了传统燃气燃烧器。开展新型低NO_x燃气燃烧器和传统燃气燃烧器的数值模拟工作。建立了以燃气燃烧器的设计尺寸为标准的几何物理模型,对其进行网格划分,根据燃烧器的热负荷和环境参数设定数值模型的初始边界条件,根据各方程的收敛标准对残差进行设定,对计算收敛后的结果进行输出。对计算区域分别取xz和yz两个平面作为参考平面,分析了新型低NO_x燃气燃烧器和传统燃气燃烧器的速度场、温度场以及NO_x浓度场,并得出结论,新型低NO_x燃气燃烧器能够有效的降低燃烧室内温度,从而降低燃烧产物中NO_x的含量,从数值模拟方面验证了新型低NO_x燃气燃烧器能实现天然气的高效低污染燃烧。对新型低NO_x燃气燃烧器和传统燃气燃烧器进行实验研究。通过在燃烧室内进行燃烧试验并测量各测点的温度,推断出各工况下燃烧室内的温度分布,并对烟气中NO_x排放量进行测量,得出12中燃烧器结构中的最佳结构类型,并开展针对该类型燃烧器的过剩空气系数和负荷适应性的实验研究。最后得出以下结论:新型低NO_x燃气燃烧器具有良好的燃烧特性,能够实现工业锅(窑)炉烟气中NO_x的超低排放,且其燃烧特性几乎不受过剩空气系数以及负荷的影响。本课题为燃气工业锅(窑)炉根据本身的结构特点以及应用需要,在对新型低NO_x燃气燃烧器进行选择使用的过程中提供理论依据。