为解决电力工业快速发展引起的日益严重的能源环境问题、资源枯竭问题,CFB锅炉以其燃料适应性广、污染物排放量低等优点,被更多的应用于火电机组。然而,随着新的污染物排放标准出台,原有CFB锅炉SO₂、NO_x排放浓度已不能达到新排放标准,因此必须对烟气进行脱硝、脱硫处理。空气分级燃烧降硝技术因其实施容易,成本低,已在工业炉上得到深入研究和成功应用,然而在CFB锅炉上应用研究处于起始阶段,协同复合炉内脱钙研究更是鲜有人涉及。因此,本文借助数值模拟方法,深入开展CFB锅炉空气分级燃烧高效降氮暨石灰石高效脱硫研究,为其在CFB锅炉应用提供技术支持。主要研究内容如下:（1）建立了300 MW机组CFB锅炉燃烧、石灰石脱硫仿真计算模型,并实验验证了模型的可靠性。通过模拟计算,获得了CFB锅炉内温度场、气固流场分布、组分浓度场分布规律及影响因素。（2）通过分析,提出了空气分级燃烧降氮技术方案,运用仿真方法研究了一次风与二次风配风比、上二次风与下二次风配风比、二次风入射角度对CFB锅炉炉膛NO、SO₂生成特性、排放浓度及煤燃烧效率的影响。研究结果表明:一、二次风的运行参数影响炉膛内部还原区的分布范围,炉内还原区范围越大,炉膛出口NO浓度越低;获得研究条件下炉膛出口低NO浓度排放的优化运行参数:一、二次风配风比为1:2,上、下二次风配风比为2:1,上二次风水平向上30°入射且下二次风水平向下30°。（3）通过分析,提出了对冲燃尽风协同提高炉膛脱硫效率、锅炉燃烧效率技术方案,应用仿真方法研究了对冲燃尽风对脱硫特性和燃烬特性影响。研究结果表明,增加对冲燃尽风,能明显降低炉膛出口SO₂浓度,并能提高燃烧效率。（4）分析钙硫比、石灰石入口位置以及石灰石粒径对炉膛出口NO以及SO₂排放量的影响。研究结果表明:钙硫比增大会使炉膛出口SO₂浓度降低,但会略微提升NO浓度;石灰石入口高度下降时,炉膛出口SO₂浓度也随之下降,但会导致NO浓度较明显提升;石灰石平均粒径过大或过小均会导致炉膛出口SO₂浓度上升,但对NO浓度影响甚微。通过仿真研究,获得了协同脱硫、降氮效果较优的石灰石系统运行参数:钙硫比为2.4,石灰石入口位于流化风口,石灰石粒径控制为0.5 mm。