针对气化炉烧嘴在使用过程中出现的雾化效果差、管内流动不畅和壁面冲蚀造成的烧嘴使用周期短、易发生结构失效等问题,本文采用DPM(Discrete Phase Model)颗粒离散多相流模型,研究同心三通道烧嘴使用过程中的水煤浆流动、雾化和壁面冲蚀规律。通过改变气体和水煤浆的物性参数和边界条件,结合不同结构尺寸,计算得到影响水煤浆雾化的关键因素的最优值。同时,针对不同因素变化下的各壁面冲蚀损伤计算结果,优化工艺参数,优选材料,改进结构,达到烧嘴延寿的目的。在雾化计算方面,分别建立不可压缩介质连续流动湍流模型、液滴受力模型和液滴破碎模型,耦合计算得到水煤浆在环空流道、预混腔和炉内的液滴索泰尔直径(Sauter Mean Diameter—SMD)。改变多个影响因素并正交分析后得出:水煤浆雾化受烧嘴内外两气道气体流速变化的影响,气体流速增大时,水煤浆SMD值降低;当增加水煤浆流道锥角,使水煤浆与气体射流充分预混时,SMD值减小明显;此外,增加烧嘴出口节流同样会减小SMD值。综合比较各因素的影响,发现节流尺寸和内喷嘴气体流速对水煤浆的雾化效果影响最大。由于水煤浆高速流动过程中,煤粉颗粒与内壁不断发生碰撞,因此,烧嘴受到的冲蚀作用是影响烧嘴使用寿命的关键因素。通过建立水煤浆流动连续介质方程、颗粒运动方程和基于试验结果的冲蚀预测方程,得出水煤浆对烧嘴壁面的冲蚀影响因素及冲蚀速率,主要发现包括:煤粉直径增大和水煤浆流速的增加均会增大烧嘴出口附近壁面的冲蚀速率;虽然节流尺寸增加可以有效提高雾化效果,但是同时增加了壁面冲蚀速率,因此需要根据生产要求,合理调控入口流量,预估壁面失效周期,进行结构件更换。