天然气取代燃煤作为锅炉的燃料可以大大减轻对环境的污染。采用天然气作为锅炉燃料能大大减缓能源供求矛盾和环境污染状况。为了解炉内工作过程,合理建立炉内的湍流流动、传热及燃烧模型来进行燃烧模拟是很有必要的。通过建立燃烧过程中NOx的燃烧模型,可以更好地预测NOx的生成,并可以方便地进行广泛的变参数研究,为减少天然气燃烧过程中NOx的生成量和新型的低NOx技术提供指导。本文采用CFD软件,建立天然气锅炉三维模型,并选用了适合的数学模型,对燃烧器和炉膛内的湍流流动、传热传质及湍流燃烧等进行描述和分析。利用所建立的模型,先对炉内冷态过程进行模拟,得到燃烧器和炉膛的速度场、压力场和湍动能及其耗散率分布场,对其进行分析和研究。再对炉内热态过程进行模拟,得到分别改变过量空气系数和空气预热温度时,炉内温度场和NOx浓度场分布,并考察了不同工况对炉内燃烧温度以及NOx排放的影响,从而得出改善锅炉运行状况和降低NOx排放的因素。计算结果为天然气锅炉的试验研究提供了理论指导。