微混合燃烧技术是一种通过缩小燃料和空气混合尺度来实现超低排放的新型富氢燃料燃烧技术。相比于传统的燃烧技术,微混燃烧的掺混更加均匀,空气与燃料的混合程度更高,火焰长度和宽度变小,烟气在高温区的停留时间变得更短,从而实现了更宽燃料和工况范围的火焰稳定和更低的NOx排放。本文以低热值合成气为燃料,模拟计算低热值合成气微混合燃烧过程,分析微混喷嘴结构及布置方式对低热值合成气微混合燃烧特性的影响,并根据计算结果,得到优选的燃烧器设计方案,然后基于优选的燃烧器方案,研究不同的入口条件对燃烧器微混合燃烧特性的影响规律。本文首先研究了喷嘴结构及布置方式对微混合燃烧特性的影响,计算分析了不同预混段长度下的出口均匀性,不同管径及管中心距下的火焰结构、温度分布、速度分布及污染物排放量。结果表明,低热值合成气的预混效果相对较好,且预混段越长,混合效果越好。随着管径的增大,燃烧温度升高,高温区面积变大,火焰长度先降低后逐渐增大,NO排放量逐渐升高,CO排放量先逐渐降低,后又有回升。随着管中心距的增大,喷嘴间相互影响干涉作用逐渐减弱,燃烧温度降低,火焰长度逐渐减小,NO排放量逐渐降低,CO排放量逐渐升高。基于计算结果,获得了优选的燃烧器设计方案,优选燃烧器在绝热火焰温度1700℃时,NO排放可降至18ppm。然后,根据优选的燃烧器方案,分别研究了不同的入口条件,包括出口流速、当量比和空气预热温度对低热值合成气微混合燃烧的火焰结构、火焰温度和排放特性的影响规律。结果显示,随着出口流速的升高,火焰推举高度升高,火焰长度增大,火焰温度降低,NOx排放量变化不大。随着当量比的增大,火焰长度增加,火焰推举高度降低,燃烧温度升高,NOx排放量也逐渐升高。随着空气预热温度的升高,火焰长度增加,火焰推举高度降低,燃烧温度升高,NOx排放量也逐渐升高。不同的入口条件对火焰间相互作用有不同的影响规律,但入口条件的改变对中间火焰的影响大于对外围火焰的影响。最后,模拟计算了加压条件下低热值合成气的燃烧过程,研究了压力的变化对微混合燃烧特性的影响。结果表明,随着初始压力的升高,火焰推举高度不断增加,火焰长度随压力的增加而逐渐减小。且火焰间的相互叠加干涉作用随压力的升高而逐渐减弱。