本文针对一台新建的350MW W火焰锅炉，利用FLUENT软件进行数值模拟计算，通过研究锅炉燃烧器布置方式及设计参数对炉内燃烧、流动及NOx生成特性的影响，以期为燃烧器设计和锅炉运行提供理论指导。燃烧器设计初期提出了三类简单常用的燃烧器布置形式，即乏气喷口靠近炉膛中心布置；乏气喷口紧邻一次风喷口布置，一次风喷口布置在靠近炉膛中心处，不区分内外二次风；借鉴多次引射分级燃烧技术布置。通过综合考虑数值模拟得到的炉内流场和温度场，最终确定采用“多次引射分级燃烧”技术的燃烧器布置形式较为合适。确定燃烧器布置形式后，本文研究了三次风下倾角度为0°、10°、20°和30°时炉内的流动及燃烧特性。随着三次风下倾角度的增大，三次风竖直方向动量增大，拱上气流的下射深度增加；随着三次风下倾角度的增大，炉膛火焰中心下移，下炉膛烟气温度升高，炉膛排烟温度降低，下炉膛氧量减少，炉膛出口氧量升高；炉膛出口NOx浓度降低。分析三次风下倾角度为0°和10°时工况数值计算结果，气流的下射深度较小，煤粉颗粒在炉膛内的停留时间较短，影响燃尽；当三次风下倾角度增大至30°时，气流明显冲刷前后墙及冷灰斗。因此最终确定较为合适的三次风下倾角度为20°，建议不要超过30°。确定较为合适的三次风下倾角度后，本文研究了二三次风配比变化时炉内的流动及燃烧特性。研究中保持二次风风率和三次风总风率之和为58.89%，改变二次风风率分别为15%、25%、28.35%和35%。随着拱上二次风风率的增加，炉膛高温火焰中心下移，煤粉颗粒在炉膛内行程延长，炉膛出口烟气温度降低，炉膛出口O2浓度和NOx浓度变化较小。当二次风风率为15%时，拱上气流刚性较弱，火焰下冲浅，下炉膛利用空间小；当二次风风率为35%时，火焰下冲深度大，冷灰斗区域温度较高，容易导致冷灰斗结渣。综合考虑，确定二次风风率28.35%较为合适。在上述确定的三次风下倾角度和二次风风率优化参数下，炉内高温区域出现在炉膛中心；拱上气流能够下射到冷灰斗中部区域，炉内温度场、速度场和气氛场均较为对称；前后墙和冷灰斗区域低温富氧环境能够有效防止水冷壁结渣。因此，认为优化参数下炉内可以组织较好的燃烧方式。