锅炉设备具有较大的空间范围,其炉膛内的燃烧过程是一个复杂的物理和化学过程,并且锅炉运行状态会因电网调度、燃煤种类改变以及长时间运行等因素的影响偏离锅炉设计工况。对炉膛物理场进行在线可视化可以在锅炉运行过程中为运行人员提供更加详细的锅炉炉膛信息,对锅炉优化燃烧调整及锅炉安全经济运行具有重要意义。以声学法和光学法为代表的燃烧三维可视化技术是炉膛燃烧可视化领域被广泛应用的方法,而两者都难以对气体浓度场做到实时可视化并且需要在现场布置设备,带来了一定的工程实施量。本文主要是研究基于数值模拟的锅炉炉膛物理场在线可视化算法,对锅炉燃烧过程进行多工况数值模拟,构建模拟案例库。在验证模拟结果合理的基础上,采用多工况数值模拟案例库作为数据源,结合k近邻算法与八叉树数据结构,重建锅炉模型显示网格,将实时锅炉运行数据与数值模拟案例库进行最近邻匹配,在有限数量的模拟工况下,由OpenGL可视化编程接口实现任意工况的炉膛三维物理场在线可视化。将可视化结果与模拟结果的相关系数与平均相对误差作为可视化结果的定量评价指标。结果表明:当取k值为8,八叉树节点深度d为3时,温度场的相关系数均在0.92以上,平均相对误差均在4.35%以下;速度场的相关系数均在0.85以上;气体浓度场的相关系数均在0.8左右,二氧化碳场的平均相对误差最大为4.712%。从定性及定量的角度验证了可视化算法的可行性。此外,本文基于锅炉炉膛物理场在线可视化算法,设计并实现了锅炉物理场在线可视化软件,为电厂运行操作人员以及更多工作人员了解锅炉炉膛运行状态从而更好的做出锅炉燃烧优化调整决策提供了有用的工具。