燃煤锅炉通常都是根据特定煤种来进行设计,煤种不同,锅炉的炉型、结构、燃烧器及制粉系统的选型也不同。由于我国动力用煤种多变、煤质偏差,电厂用煤的种类、品质不能保证,入炉煤质频繁变化,同时,由于大型电站锅炉的燃烧方式本身的原因,经常导致电站锅炉出现多种安全性、经济性和环保问题。随着锅炉容量的不断增大,传统的四角切圆燃烧方式的锅炉出现了各种问题。为解决四角切圆燃烧方式出现的问题,提出了墙式切圆燃烧方式,即将燃烧器装在四墙上,将能解决锅炉大型化四角切圆刚性不够、结渣和热偏差等系列问题。因此,对墙式切圆锅炉进行深入研究是具有重要的工程实际价值和理论研究意义。首先,某电厂超超临界锅炉拟采用贫煤与烟煤的混煤作为锅炉设计煤种,鉴于贫煤与烟煤的混煤在着火与燃尽等性能上存在差异,混煤的燃烧特性与结渣特性可能比较复杂,混煤的比例是否最佳,能否同时满足着火、稳燃、燃尽和防止结渣的需要,有待进一步考证。因此有必要对混煤进行测试分析和燃烧试验,以掌握混煤的燃烧、结渣等特性,为锅炉优化设计和安全经济运行提供依据,既保证锅炉安全经济运行,又满足严格的环保要求。为此,采用热重分析仪对超临界锅炉拟燃用混煤的着火稳定性和燃尽性进行了分析,从不同的层面,对煤的着火、稳燃、燃尽、结渣、沾污、污染等主要特性进行分析与评价,并采用模糊数学方法对最佳掺混比进行了预测分析。同时,根据锅炉混煤的燃烧特性提出了锅炉设备选型的初步建议和运行参数选择建议,综合混煤的燃烧特性和锅炉对煤种的适应性分析,得出锅炉采用墙式切圆燃烧方式是较好的选择。其次,本文以以一台600MW墙式切圆超超临界锅炉为对象,开展了锅炉炉内燃烧过程的数值模拟。模拟了炉内颗粒运动轨迹、温度场、速度场和炉内及炉膛出口热偏差,数值模拟结果表明：煤粉易着火,燃烧稳定性强；射流刚性强些,穿透能力强些,飞灰含碳量低；射流不易偏转和结焦；切圆直径相对小些,炉膛热偏差小些；炉内热负荷较均匀,炉膛出口热偏很小接着,本文以一台同类型的600 MW四角切圆锅炉为对象,开展了四角切圆锅炉炉内燃烧数值模拟研究及与墙式切圆锅炉进行比较。结果表明：四角切圆锅炉切圆直径比墙式切圆锅炉大,炉内温度热偏差大；墙式切圆锅炉烟气流场稳定,温度分配均匀,使炉膛出口烟温偏差低,有利于锅炉安全运行；墙式切圆燃烧方式使燃烧器出口具有较大的空间,气流不易受到水冷壁的影响造成贴墙,从而有利于防止水冷壁的结焦；墙式切圆燃烧方式煤粉气流受水冷壁冷却程度要小于角式切圆燃烧,从而强化煤粉气流的着火特性和增加低负荷稳燃的能力。模拟结果与现场测试吻合。通过模拟比较表明墙式切圆锅炉比角式切圆锅炉有更好的安全性和经济性。接着,对墙式切圆锅炉进行燃烧优化试验。根据磨煤机实际运行情况和锅炉燃烧状况将煤粉细度调整到合理的范围内。在600MW、450MW和350MW负荷下,通过调整二次风量的大小,改变运行氧量,同时测量锅炉热效率和辅机电耗,比较不同运行氧量下锅炉排烟热损失、飞灰中未燃尽碳损失和厂用电率的大小,找出最佳运行氧量。在磨煤机出力不变的条件下,通过调整一次风量,测量锅炉热效率和一次风机电功率,同时观察燃烧器附近燃烧状况,寻求最佳风煤比。通过调整各小二次风门流量的偏置,从而改变燃尽风和下面各层二次风流量的比例,测量锅炉各项热损失,找出最佳二次风量的配比。燃烧优化调整结果能为墙式切圆锅炉经济和安全运行提供有益的指导。最后,通过现场测量与安全性检验,墙式切圆锅炉出口沿烟道宽度方向烟气侧温度分布比四角切圆更均匀,通过燃烧侧的调整使屏间烟气吸热偏差维持在更低水平上,这样不仅降低了偏差屏的蒸汽温度可使管壁温度降低相应数值,同时由于烟气热负荷的降低使得管壁温度有进一步的降低,达到事半功倍的效果。在大型锅炉中,墙式切圆锅炉在燃烧方面具有替代角式切圆锅炉的价值,为进一步推广墙式切圆锅炉提供有益的指导。