柔和燃烧作为高效清洁的燃烧技术,在煤粉锅炉领域将有很大的应用前景和挑战。本文主要通过试验和数值模拟的方法,开展对煤粉锅炉柔和燃烧特性的研究。通过优化三次风入口位置,配气比,过量空气系数和热负荷等因素,使试验煤粉锅炉的燃烧效率和污染物排放符合环保部颁布的国标要求。试验得到以下几个规律,可为以后煤粉柔和燃烧的科研及应用提供参考。1、柔和燃烧有利于降低燃烧污染物排放,尤其是分级燃烧与柔和燃烧相结合,能够同时实现节能与环保的目标。2、在保证燃烧效率,减少煤粉不完全燃烧热损失的前提下,空气分级位置离炉膛入口距离越远,氮氧化物排放值越低。试验中,当三次风入口位置与炉膛总高度比值为0.72,过量空气系数为1.1,配气比为0.6时,煤粉锅炉柔和燃烧炉膛出口烟气中NOx含量为119mg/Nm3 (@9%O2),且此时燃烧效率约为98%。3、在综合考虑燃烧效率与低NOx排放条件下,当三次风入口位置比为0.72,分级柔和燃烧的配气比应在0.6-0.7较合理。4、煤粉锅炉柔和燃烧在二次风射流中心加入微弱的旋流空气,小于理论空气量的8%,将有利于降低烟气中CO含量,提高燃烧效率。5、柔和燃烧炉膛火焰温度分布较均匀,并且受配气比影响较小,受三次风入口位置、过量空气系数等因素影响较大。6、本文采用的PDF湍流燃烧模型、DPM离散模型能够较准确的模拟柔和燃烧的温度、流场、组分等特性。