低热值燃气一般是指低浓度煤矿瓦斯气、高炉煤气、化工生产过程中低热值尾气、石油加工过程中产生的尾气等。由于低热值燃气着火燃烧困难,容易吹熄而出现脱火现象导致其无法有效利用,一直以来都被视为"废气”大部分直接排放掉,这既污染境,又浪费能源。为改善低热值燃气的稳定燃烧,从而实现低热值燃气高效清洁利用。本文在总结和分析国内外有关低热值气体燃烧技术研究进展的基础上,明确了影响低热值气体稳定燃烧过程的各种关键因素,进而确定了研究对象和思路。论文主要从以下几个方面进行研究:(1)总结了各种低热值燃气燃烧技术及其原理,并针对卧式燃气锅炉炉膛、燃烧器的结构及其散热等热边界特性,结合多孔介质燃烧技术及钝体燃烧技术对该型锅炉燃烧系统燃用低热值燃气进行了优化研究。(2)为了分析研究优化后的卧式燃气锅炉燃烧系统低热值燃气燃烧时的燃烧与排放特性,对不同炉膛热边界条件下的不同浓度的低热值燃气的燃烧工况进行了数值模拟研究工作。对模拟计算的温度场、速度场、浓度场进行了对比分析,结果表明:确定钝体燃烧器出口0至50mm处有较强回流产生,利用卷吸高温烟气加热低热值燃气,有利于低热值燃气的着火和稳定燃烧。对不同炉膛热边界条件下低热值燃气的燃烧特性及产物特性进行综合比较,确定在利用钝体燃烧器时,多孔介质蓄热体位置在炉膛X=350mm处,炉内温度较高,炉膛出口甲烷含量最低,燃烧效率最高。(3)最后对该型锅炉进行了燃烧实验研究。燃烧试验中,测试卧式燃气锅炉炉膛内的温度分布;获得了在不同炉膛热边界条件下低热值燃气燃烧时,炉膛内燃烧温度分布情况。将模拟计算结果与实际的燃烧试验结果对比有较好的吻和,从实验角度验证了数值模拟结果的准确性。