对于大型电站煤粉燃烧系统而言,辐射传热是燃烧产物和和炉膛受热面的主导传热方式,占炉内传热的90%以上,因此,准确预测辐射传热这一过程,对炉内传热规律以及锅炉的设计等都十分关键。与空气燃烧相比,富氧燃烧中烟气体积减少,导致颗粒浓度增加,另外,随着炉膛尺寸的增大,颗粒辐射的重要性也愈发显著。所以,有必要对颗粒辐射特性模型和燃烧系统中的辐射传热规律开展进一步深入的研究。本文首先基于不同氧化铁含量下实验测量的飞灰颗粒的复折射率数据,优选出合适的飞灰复折射率模型,结合Mie理论,计算出氧化铁含量从5%增至30%的飞灰颗粒的光谱吸收效率和散射效率,引入全光谱k分布模型的重排思想和灰气体加权和模型的公式形式,再通过节点优化策略来提高模型发展精度,发展出一种考虑了飞灰颗粒化学成分和光谱特性的非灰辐射特性模型（WSGP＿SK＿Fe）。以逐线法（LBL）为基准,在一维平行平板系统中,考虑不同氧化铁含量、颗粒直径和路径长度等因素,对新发展的模型进行了验证。新发展的辐射特性模型提高了颗粒辐射特性的计算精度。与LBL基准解相比,颗粒温度为1500 K时,颗粒发射率的最大误差小于8%。在非等温非均匀颗粒介质中,WSGP＿SK＿Fe模型的辐射热流和辐射源项的平均相对误差小于5%和13%,Planck平均模型的相对误差分别小于13%和22%。为了探究气体和颗粒辐射模型在不同燃烧模式下对辐射传热特性的影响,针对IFRF#1号试验炉建立了适用于煤粉MILD燃烧和旋流燃烧的数值模拟方法。讨论了辐射模型的非灰特性对炉内传热特性的影响,以及不同燃烧模式下炉内传热效率随炉膛特征长度变化的规律。辐射模型的灰与非灰特性差异主要体现在高温区域,旋流燃烧具有更高的峰值温度,因此,对辐射特性模型的敏感性较高。由于MILD燃烧相较于旋流燃烧而言具备更均匀的温度分布和辐射参与性介质分布,MILD燃烧比旋流燃烧传热效率更高,当炉膛的特征长度从1.55 m增至4.65 m,MILD燃烧和旋流燃烧传热量的相对差异从3.6%增至5.0%,MILD燃烧比旋流燃烧传热效率高的特点进一步显现。