在国家逐步关停10 t/h以下的燃煤锅炉,并大力提倡发展燃煤锅炉的清洁可替代能源的背景下。醇基燃料也逐渐成为燃煤锅炉清洁替代燃料的一种。由于醇基燃料热值低、汽化潜热大等特点,市场现存的醇基燃料喷嘴燃烧该燃料时经常出现短时间的供能不足;雾化时雾化角太大,与助燃空气混合效果差,导致燃料燃烧不充分;燃烧温度低,燃烧持续时间短等问题。针对以上不足本文设计了一款1 t/h的高效节能、环保型醇基燃料喷嘴,并采用数值模拟与试验相结合的方法研究了醇基燃料的燃烧特性。首先,根据醇基燃料的主要理化性质完成燃烧计算,由燃烧计算结果和醇基燃料的燃烧特性完成了喷嘴主体设计,并通过正交试验以喷嘴直径、喷嘴长度、旋流室高度、旋流室直径和旋流室切向入口直径为主要因素,利用FLUENT模拟喷嘴内部流场,以喷嘴出口速度为主要评价指标,由方差和极差分析确定了喷嘴主体结构参数的最优方案,喷嘴直径为2mm,长度为1.3mm;旋流室直径4mm,长度为4.5mm,旋流室切向入口直径为1.5mm。接着,通过数值模拟软件Fluent在三维燃烧系统简化模型上对MF100进行雾化及燃烧特性的研究。结果表明雾化角为40°,油滴的粒径主要集中在40-130μm区间,雾化效果较好;最佳进气速度为10m/s,此时炉内燃烧火焰形成良好,着火距离与炉膛尺寸较为匹配,炉膛核心燃烧区形成1073-1460K的稳定火焰,且温度场分布比较均匀,炉膛最高温度为1640K,平均温度为1106K,排烟温度较低,未燃尽气体组分和污染性气体组分的平均质量分数都较低,表明燃烧效率、经济性和环保性较好。最后,通过醇基燃料燃烧试验台研究了醇基燃料的燃烧排放特性,并对多种燃料的经济性和节能性进行了对比分析。结果表明,随着醇基燃料中掺醇比的增大,烟气中HC化合物和CO气体的排放浓度略有降低,NOx气体的排放浓度大大降低;随着醇基燃料中掺醇比的增大,颗粒物排放浓度逐渐下降,燃烧效率逐渐提高。MF50不仅在燃烧排放特性具有清洁环保的优势,而且具有良好的燃油经济性。从长远来看,醇基燃料更具发展前景,可缓解对石油和液化气等化石燃料的依赖程度,是未来主要的清洁替代能源。