燃气锅炉作为一种环保型锅炉,因其热效率较高,污染物排放较少,在我国得到了很大的发展。而富氧助燃技术具有提高燃烧温度,强化炉内传热,降低烟气排放量,节约能源等特点。因此,将燃气锅炉和富氧燃烧的优点结合起来,有可能取得更好的效果。然而目前,国内外对此项工作的研究极为有限,相应的试验和数值计算都很少见,很多问题仍等待进一步的解决。本文正是为了弥补这一不足,运用计算机进行数值模拟,对燃气锅炉富氧燃烧及NO_x排放特性进行研究。本文首先对炉内的流体流动、传热传质和燃烧过程的各种数学模型及NO_x生成的模拟方法进行全面综述及分析,找出适合燃气锅炉的数值模拟方法。在此基础上,运用流体分析软件Star-CD对燃烧器进行数值模拟,结果表明其具有组织良好的空气动力场、稳定燃烧等特点。其次对燃气锅炉的燃烧过程进行数值模拟,得到不同空气氧含量时炉内温度场、组分浓度场及NO_x的生成及分布情况。通过对结果的进一步分析,找出了温度场与组分浓度场及NO_x浓度场的对应关系,以及锅炉的燃烧性能及NO_x排放量随氧含量的变化关系。从计算结果与现有的实验数据对比来看,两者基本吻合,说明本次模拟是成功的。同时可以看出,数值模拟投资少、速度快,并具有可视性,能全面预报炉内的流动及燃烧情况,提供实验研究无法得到的许多信息。因此,可以说,燃烧过程的数值模拟作为一种新的研究手段,将会在锅炉的燃烧调整,预测排放性能等方面起到非常积极的作用。