目前燃气轮机应用广泛,其产生的污染物愈加明显,控制其污染物排放已成为世界范围内诸多学者们广泛研究的课题,且针对传统基于经验和实验过程的燃烧室设计方法的耗时耗力等问题,本文确定了以低排放为目标的一维设计和三维校核的燃烧室设计方法,从而为燃烧室设计工作提供一定有益指导。本文中一维设计应用CHEMKIN-PRO软件,首先基于燃烧室内流场组织状况进行区域划分,搭建化学反应器网络模型,通过调整头部各区域进气比例来获得使燃烧室出口处NOx含量最低的最佳配气比例,然后使用微元法由各区域的特征参考物质含量状况获得各分区的有效体积,结果表明:使燃烧室出口处NOx含量最低的旋流器进气比例、头部燃烧区进气比例和中间主燃区进气比例分别为19.5%、5.5%和25%,本文所建立的三维燃烧室模型可提供足够的反应空间。三维数值校核在所获得的最佳流量分配基础上,通过建立描述燃烧流场的基本控制方程以及补充的状态方程,应用FLUENT软件考察了斜切旋流器结构和燃烧场内的喷油特性对燃烧性能的影响,优选得到最佳流场及性能状况,结果表明:通过减小旋流器与主燃孔之间的距离,增加叶片数目,增加叶片角度,增加叶片厚度,减小斜切流道宽度可提高燃烧效率并且改善燃烧室出口温度场均匀性;通过减少叶片数目,减小叶片角度,减小叶片厚度,增加斜切流道宽度可提高燃烧室总压恢复系数;通过减小喷嘴距,减小燃油喷射半角,可提高燃烧效率;通过减小喷嘴距,增加喷油半角,可改善燃烧室出口温度场均匀性;通过增加喷嘴距,减小喷油半角,增加平均喷油粒径,可提高燃烧室总压恢复系数,燃油喷射速度对总压恢复系数没有影响。最后由三维结果优选最佳流场搭建新型CRN模型,结合详细的化学反应机理对排放状况进行了准确预测,考察了燃烧室内的入口处空气温度和燃油喷射温度对排放的影响状况,该最佳流场的NOx排放值为50.7ppm,其随燃烧室入口空气温度的增加呈指数式增加,而随着喷油温度的提高呈线性增加。