四角切圆燃烧技术是我国电站锅炉中应用最为广泛的一种煤粉燃烧方式，以其对煤种的高度适应性和燃烧的经济性而普遍使用。四角切圆锅炉内煤粉的燃烧过程对提高锅炉燃烧效率及NOx减排有着显著的现实意义。　　本文搭建四角切圆锅炉冷态模型，利用粒子成像测速技术PIV（Particle Image Velocimetry），采用速度场、涡量场及湍流积分尺度相互关联的分析方法，针对变负荷、变摆角两种实验工况下燃烧器区三个典型风层四角射流的涡拟序结构，开展基于空间湍流积分尺度来表征的复杂湍流涡尺度分布规律研究，研究结果能够为煤粉锅炉的结构设计、运行优化、后期改造提供理论指导和技术支撑。　　通过对设计工况下一次风层、上一次风层和三次风层三个典型层面湍流涡尺度相关分析的研究，认为冷态燃烧器区湍流涡尺度分布不仅与风口流速相关，同时还与风层位置密切相关，并不与风口流速呈线性变化规律，上一次风层涡尺度分布与其它两个风层的相比存在很大差异，因此湍流涡积分尺度的研究对煤粉高效洁净燃烧具有一定的理论指导意义。　　通过对三种负荷下燃烧器区下一次风层速度场、涡量场及湍流积分尺度的对比研究，发现低负荷运行时，气流分布不均的状况更加严重；而高负荷运行时，无量纲涡量环直径加大，要注意可能会出现气流刷壁或结焦等情况。在保证各风口射流动量比不变的情况下，单独的风速变化对同一水平风口层的湍流积分尺度分布基本没有影响。　　通过对下一次风层三种不同摆角布置方式的速度场、涡量场及湍流积分尺度对比研究，得到了锅炉最佳的摆角结构，为进一步的结构优化打下基础。研究发现将假想切圆直径适当调小在速度场和涡量场来看是可行的，并且经过湍流积分尺度的分析，认为将1＃、3#燃烧器组摆角调整为63o，2#、4#燃烧器组摆角不变的布置方式较原设计更加合理，更加有利于四角切圆锅炉的高效燃烧并能有效减少二次回流区附近结焦的出现。