我国能源结构目前正处于化石能源向可再生能源逐步转型时期,大力发展清洁能源是能源转型的首要目标,解决清洁能源的消纳问题是建设清洁低碳、安全高效的现代能源体系的有力抓手,也是促进生态文明建设,实现美丽中国的关键环节。为提高我国清洁能源的消纳能力,需提高电力系统调节能力,充分挖掘现有系统调峰能力。具体到火电机组,其中很重要的一点就是提升燃煤锅炉最低负荷稳燃能力,燃烧器作为煤粉燃烧系统中的核心设备,对锅炉稳燃特性起最关键的作用。本文针对现有常规火电机组锅炉低负荷调峰能力受限的问题,以某新型低NO_x旋流燃烧器为研究对象,采用现场试验、冷态模化试验、数值模拟计算等研究手段,详细探究了新型低NO_x旋流燃烧器稳燃器形状、煤粉浓缩器位置、风速（风量）配比、旋流强度等关键参数对其稳燃特性的影响。通过对配置某新型低NO_x旋流燃烧器的褐煤锅炉进行深度调峰现场试验,采用双色光谱辐射测温系统对燃烧器喷口火焰温度场进行在线测量,研究了运行参数对燃烧器喷口火焰温度的影响。试验结果表明,内二次风量开度由40%开大至100%,燃烧器喷口平均温度提高96℃;降低煤粉细度、增大旋流强度等措施均可不同程度提高燃烧器喷口火焰温度;通过精细化运行调整,借助双色光谱辐射测温系统的在线测量和准确反馈,能够挖掘机组自身所具有的低负荷调峰能力。试验过程中存在以下问题,机组30%额定负荷试验期间,部分燃烧器火检信号强度较低,燃烧状态变差,存在灭火的风险,为进一步提升锅炉低负荷燃烧稳定性,需针对该燃烧器搭建冷态试验台探究其关键参数对喷口流场的影响。搭建燃烧器冷态试验台,对原型燃烧器4:1缩小模型进行冷态模化试验研究,采用粒子图像测速仪（PIV）和烟花示踪法对燃烧器喷口流场特性进行了详细分析。研究结果表明,相比原型燃烧器,齿形稳燃器和十字钝体稳燃器将回流面积分别扩大0.08m²和0.02m²;浓缩器位置由基准工况υ=0.19前移至υ=0.14时,已无明显的回流区形成;增加内二次风与一次风速配比和增强旋流强度可以增大回流面积,提升高温烟气回流量,内二次风速w₂由基准工况18.07m/s增至21.60m/s时,回流区面积扩大0.04m²,外旋叶片开度由30%开大至60%,外旋强度Ω_（17）由0.69增大至1.94,回流区面积扩大0.14m²;旋流强度的增强同时会引起气流扩展角的增大。建立新型低NO_x旋流燃烧器三维模型,采用数值模拟的方法对燃烧器喷口流场、温度场、CO浓度场进行计算,并与试验结果进行对比。数值计算与冷态试验的燃烧器喷口速度分布有相同的变化趋势,与现场试验所测喷口平均温度范围相近,说明通过合适数学物理模型选择,数值计算能够得到可靠的计算结果。相比原型燃烧器,齿形稳燃器与十字钝体稳燃器均可使回流区位置、煤粉气流热解位置、着火位置前移,其中着火位置前移约0.24m;一次风与内二次风的风速配比对回流区大小、回流速度及燃烧室温度影响显著,一次风速w₁由19.60m/s降至12.10m/s时,最大回流速度提高1.5m/s,燃烧室内最高温度由1420K提高至1557K;旋流强度主要影响火焰扩展角与回流速度,外旋叶片开度由30%开大至60%,外旋强度Ω_（17）由0.69增大至1.94,火焰扩展角增大70°,最大回流速度提高2.7m/s。通过对比原型燃烧器和安装齿形稳燃器的燃烧器燃烧模拟过程CO生成浓度发现,原型燃烧器CO浓度明显增长的区域（CO摩尔分数大于0.01）在外二次风扩口附近,安装齿形稳燃器CO浓度明显增长的区域位于稳燃器后0.04m处,较原型燃烧器前移约0.2m,稳燃器的存在使煤粉气流热解位置提前,同时与原型燃烧器相比燃烧室内整体CO浓度降低,有利于缓解炉膛两侧还原性气氛高,水冷壁高温腐蚀的问题。为提高新型低NO_x旋流燃烧器的稳燃能力,应首先通过精细化运行调整,挖掘机组自身所具有的低负荷调峰潜力,主要调整原则为:降低煤粉细度,适当降低一次风速,提高内二次风速,适当增强旋流强度。为进一步提升机组深度调峰能力,可以针对燃烧器结构进行改造,在一次风喷口安装齿形或十字钝体稳燃器,煤粉浓缩器位置可布置于远离一次风喷口处,并安装一次风导流环,提高高温烟气回流量的同时保证了“浓淡分离”效果。