生物质能源是可再生能源的一种,其发展潜力巨大。层燃炉燃料适应性较强,在生物质燃烧领域广泛应用。生物质层燃炉氮氧化物排放标准日趋严格,单一NOx控制技术性能继续提升空间不大,且由于过高追求污染物超低排放,现有环保设备腐蚀、堵塞、氨逃逸等问题加剧,需要不断创新和开发新的脱硝技术,解决现有脱硝技术问题,提高脱硝效率,这对我国NOx减排工作意义重大。本文对某500t/d生物质层燃炉进行了完整的数值模拟计算。首先通过FLIC计算了床层固相空间的燃烧过程,预设辐射温度及其他边界条件,得到溢出床层气体的速度、温度及浓度分布,以此作为炉膛气相空间计算的入口条件。然后通过FLUENT计算得到整个锅炉的速度场、温度场、各组分浓度以及污染物排放情况,将计算得出的气相空间及炉壁对床层的辐射温度再作为床层计算的入口条件,使得床层固相空间与炉膛气相空间耦合,完成物质、能量的专递过程。在NOx方面,在床层固相空间燃烧模拟中应用FLIC内的NOx计算模型,在炉膛气相空间燃烧模拟中使用FLUENT自带的NOx后处理模型,两者相互影响相互作用。通过上述耦合方法,本文进行了基础工况的计算,研究了一次风对床层燃烧的影响,描述了锅炉燃烧状况以及NOx排放特性,模拟了燃尽风的适用与否,探究了不同烟气再循环率及不同SNCR设计参数对锅炉燃烧过程和NOx排放的影响。结果表明:在床层一次风配风方面,本文的设计配风方式相较于前倾、平均、后倾配风方式可满足各个燃烧过程所需空气量,同时提高了炉排面积利用率和燃烧效率;在气相空间方面,炉膛烟气入口温度分布和床层固相空间计算结果一致,表明了耦合模型的正确性,最终计算得到锅炉出口 NOx浓度258.2mg/Nm3;在燃尽风方面,燃尽风喷入使得燃烧区域上移,出口温度高达到1417K,出口NOx的浓度高达338.7mg/Nm3,说明燃尽风不适用该锅炉结构;在烟气再循环方面,随着再循环率的升高,炉膛出口温度和出口 NOx浓度都减小,再循环率选择20%较为合理,出口 NOx浓度为232.1mg/Nm3;在SNCR脱硝方面,应用单一 SNCR技术时,出口 NOx浓度188.3mg/Nm3,氨逃逸7.9mg/Nm3,脱硝效率为27.1%。在20%烟气再循环工况的基础上加入SNCR,出口 NOx浓度降至163.1mg/Nm3,氨逃逸3.5mg/Nm3,总脱硝效率为36.8%,证明了耦合技术的可行性;在SNCR还原剂喷口参数方面,喷射速度和颗粒粒径的不合理匹配会导致尿素溶液喷射范围过大或过小会;在NSR方面,随着NSR增大,脱硝效率和氨逃逸量都在增加。NSR选择1.5可满足高脱硝率的同时低氨逃逸。本研究有助有填补生物质层燃炉联合NOx控制技术的空白,对于减层燃炉NOx排放具有一定的指导意义。