碳捕捉封存CCS技术是目前大规模碳减排较为成熟的解决方案。在燃煤电厂的CCS技术中，富氧燃烧技术既可适用于新建锅炉电站，也能在现有的电站锅炉基础上加以改造。不仅可靠性高，经济性好，且对现有的锅炉燃烧技术有较好的继承度。但目前该技术仍有不少难点有待解决，比如新型燃烧技术的锅炉设计方法问题，新建锅炉的成本问题以及改造锅炉的适应性问题等等。在实际的工业应用中，新建富氧燃烧锅炉因为政策、成本等因素一直发展缓慢，因此对现有存量空气锅炉进行富氧燃烧改造必定成为CCS技术的主要方向。本文以一燃煤锅炉为研究对象，以锅炉热力性能计算为基础，结合常规的锅炉设计方法，对其在富氧燃烧工况与空气燃烧工况的兼容性进行研究，以期为空气锅炉富氧燃烧改造提供可借鉴的理论依据。首先，对常用空气锅炉进行热力性能分析，结合富氧燃烧的设计需求对锅炉结构做出分拆空预器、尾部烟道加设GGH换热设备以及分步注氧等调整，其后，对修正后的新型锅炉重新热力计算，发现炉膛的绝热燃烧温度、给水加热量分布、排烟温度、热风温度、喷水减温量等主要热力参数与结构修正前都有所提升，更接近空气工况；而随着氧浓度的增加，炉内绝热燃烧温度逐渐增大，给水的汽化热比重上升，预热热与过热热的比重下降，并最终在含氧浓度为29%附近时，基本与空气燃烧相当；且此时，炉膛出口烟温、排烟温度、热风温度、减温喷水量等参数也能较好的满足运行，能够基本实现兼容运行。最后，对提升负荷后的锅炉系统再次热力计算，结果表明随着锅炉负荷的升高，蒸汽加热配比，绝热燃烧温度等方面的保持不变，而其他温度参数则继续接近空气工况，只有减温水量略有偏差。在确保炉内换热情况相似的情况下，选定106%负荷下运行的富氧含氧浓度29%冷干循环，能够与空气工况100%负荷更好的兼容在同一个锅炉系统中。