水泥回转窑中燃用低品位燃料存在以下问题：低品位燃料的燃烧特性有待进一步研究；回转窑内温度场分布情况(尤其是高温烧成带)还不清楚；现有多通道喷燃器存在风道过多、风速过高的问题。针对上述问题，主要从以下四方面进行了研究：首先，以热重法对不同品位燃料的静态燃烧特性进行了机理研究，并提出一种新的基于多重扫描速率的动力学求解方法。结果表明：在热重试验条件下，烟煤的燃烧性能最好，贫煤和无烟煤次之，石煤最差。褐煤虽然着火和稳燃性能最好，但是后期燃尽性能较差。褐煤和烟煤遵循圆柱形对称的三维扩散机理，贫煤、无烟煤和石煤则倾向于随机成核和随后生长机理。从燃烧特性参数和反应动力学参数判断，石煤属于高变质的无烟煤。其次，通过沉降炉模拟燃料在回转窑内的燃烧环境，重点对低品位燃料的动态燃烧特性进行考察，并提出微分差热法对着火点进行判断。结果表明：在沉降炉试验条件下，过量空气系数的适当降低、着火段壁温的提高、二次风温度的增加，以及煤样挥发分、发热量的提高、粒度的减小，均有利于提高燃料的着火和燃尽性能。接着，构建了物理模拟试验台，分析燃烧器喷口结构对流场和混合强度场的影响，并提出一种新型的齿结构喷燃器。结果表明：叶片角度的增加可以促进一、二次风的混合，有利于内回流区的形成，但是对于外回流区的形成并不总是有利的。扩口有利于内回流区的形成和外回流区的扩展，但会造成速度衰减的加快和混合强度的降低。提出的齿结构喷燃器，对于增大内、外回流区和提高整体的混合强度的作用是十分明显的。然后，采用计算机辅助试验，从操作参数的角度对低品位燃料在整个回转窑内的燃烧过程进行了系统研究。结果表明：45°的旋流叶片角、3：1的外内风量比、1.2的过量空气系数是一个较好的操作状态，利于产生较大的内、外回流区，保证较长的高温带分布，同时避免局部高温的出现和实现燃料的完全燃烧。因此，在良好的操作状态下采用三通道喷燃器实现低品位燃料比如无烟煤的燃烧是可行的。最后，对新型干法水泥回转窑中应用不同品位燃料的情况进行考察，重点对燃用低品位燃料时烧成系统的性能指标进行分析。