工业锅炉在国民经济中占有重要地位,我国锅炉大都是以燃煤为主,效率较低、污染较重。随着经济的发展,我国能源结构发生转变,由原来的粗放式发展到现在的追求经济效益。同时,发展所带来的环境问题也逐渐显现出来,基于能源与环境的双重问题,我国对能源结构提出新要求,逐步提高非化石能源比重。我国具有丰富的天然气储藏,同时国内基本建成国产气和进口气源输运管网,天然气供应能够满足逐渐增长需求,天然气作为一种清洁、高效能源将迎来高速发展时期。国内工业锅炉将逐渐淘汰小型燃煤锅炉,清洁、高效的燃气锅炉成为重点发展对象。我国锅炉燃烧技术研究主要集中在燃煤燃烧,对燃气燃烧研究较少,国产燃气锅炉燃烧器主要依赖进口,因此国内企业应该要开展燃气技术的研究。应某企业要求,根据已有锅炉炉膛形式,本文自行设计了三种结构形式燃烧器。通过软件模拟研究了在大空间下,旋流安装角度对流场的影响,分析了不同旋流下的燃烧温度、速度、矢量、燃尽度,发现旋流安装角越大旋流强度越大,空气与燃气的混合效果越好燃烧效果较好,有助于缩短火焰长度。燃烧器在有限空间中的燃烧与大空间相比有较大区别,通过对自行设计燃烧器在有限空间内燃烧的模拟发现,燃气与空气燃烧掺混效果越好,燃烧越剧烈,燃烧产生污染物越多,为降低燃烧产生污染物,最终通过采用分段送风,合理组织气流,降低燃烧高温区域面积,降低炉内温度。数值模拟研究了分段送风中一次风、内二次旋流风、外二次风不同比例对燃烧产生影响,通过分析燃烧过程中炉内温度分布、速度、矢量、燃尽度、污染物浓度发现在一次风量3%、内二次旋流风量40%、外二次风量57%比例下燃烧炉内温度高温区域面积少,污染物排放基本能满足江浙地区对于污染物排放的要求。在这种送风比例下,最小燃烧负荷为0.6,最大燃烧负荷为1.2。