高温空气燃烧技术作为一种新兴的燃烧技术，具有高效节能和低污染排放的双重优越性，受到科学界和工业界的广泛关注。此项技术的应用可以为我国工业炉窑行业带来巨大的经济效益，同时又可以降低燃烧污染物NO<,x>和CO<,2>的排放量。 本文采用试验研究和数值模拟相结合的方法研究了高温空气燃烧条件下结构参数和运行参数对NO<,x>排放量的影响。自行设计并搭建了燃烧试验台，进行了热态燃烧试验；测量了燃烧过程中各测点温度以及NO<,x>排放量，并进行了分析，为数值模拟模型的验证提供数据基础。 本文数值模拟计算中采用к-ε模型来模拟湍流流动，涡耗散概念模型来模拟由化学反应动力和混合速率共同控制的燃烧反应，离散坐标模型来模拟辐射传热，并采用灰气体加权统计方法来计算炉内气体的吸收系数。对比了数值模拟结果和试验数据，发现两者吻合较好，说明此模型能较好地模拟实际燃烧现象。 本文采用计算流体力学软件研究了结构参数和运行参数在高温空气燃烧过程中对NO<,x>排放量的影响。研究结果表明： 1．炉膛结构和烧嘴布置方式对炉膛温度以及NO<,x>排放量影响很大，当炉膛内有较大的燃烧空间以及充分的烟气循环时，NO<,x>排放量只有99mg／m<3>，且炉膛内温度均匀性较好。因此在设计炉膛结构时要保证炉膛内充分的烟气循环，并尽可能保证反应区域不受空间限制，以减小甚至避免局部高温区的出现； 2．保持燃气空气流量不变，当空气喷入速度不变时，NO<,x>排放量随燃气空气速度比的增大呈指数趋势减小；当燃气空气速度比大于6时，NO<,x>排放量基本趋于稳定。而当保持燃气空气速度比不变时，随着燃气空气两者绝对速度的增大，NO<,x>排放量也随燃气速度的增加呈指趋势减小；当V<,fuel>＝12m／s时NO<,x>排放量为143mg／m<3>，而当V<,fuel>＝48rn／s时，NO<,x>排放量则只有4mg／m<3>； 3．保持送入炉膛内热量相同，研究了燃料热值对炉内温度场以及NO<,x>排放量的影响。研究发现：当燃料热值小于12406kJ／Nm<3>时，炉膛最高温度和平均温度均随之增加，而当燃料热值大于12406kJ／Nm<3>时，炉膛最高温度和平均温度变化不大，但燃用cH<,4>时的温度要稍小于燃用城市煤气和焦炉煤气的温度值。NOx排放量随着燃料热值的增大而升高，燃用焦炉煤气时达到最大，NOx排放量为140mg／m<3>：但当燃用CH<,4>时NOx排放量则只有18mg／m<3>。另外，本文采用了基于详细反应机理的良性搅拌器(PSR)模型，研究了助燃空气预热温度、助燃空气中氧气浓度以及燃料热值对NOx排放量的影响。NOx排放量随着空气预热温度以及氧气浓度的增大而增大；当燃料热值小于12406kJ/Nm<3>时，NOx排放量随燃料热值的升高而增大，当热值大于12406kJ/Nm<3>时，NOx排放量基本稳定。