随着我国经济结构不断调整,国家正大力提倡发展可再生能源与清洁燃烧技术。循环流化床锅炉以其燃烧效率高、燃料适应性广、污染物排放低等特点成为洁净燃烧技术的最佳选择,并朝着大型化、高参数化、超临界的方向快速发展。但是在发展过程中,随着炉膛尺寸的不断放大,循环流化床锅炉燃烧均匀性越发难以得到保证。因此循环流化床炉内燃烧对二次风送风系统布风均匀性、炉内二次风射流扩散均匀性以及炉内气固混合均匀性提出了更高的要求。本文以目前世界上单机容量最大的白马600MW超临界循环流化床锅炉为研究对象,通过试验与数值模拟相结合的研究方式,对锅炉二次风送风系统均匀性与炉内二次风扩散特性等进行了研究。本文通过实炉试验测量与数值模拟方法,发现现有二次风送风系统存在布风不均的现象。主要原因是因为二次风送风系统支管阻力存在偏差,在支管入口静压近似相等的情况下,造成二次风出口速度偏差,导致二次风均匀性较差。实炉冷态测量显示采用支管风门挡板调节可以提高二次风均匀性,且在现有机组上易实施,但会增加支管流动阻力。数值模拟方法对二次风送风系统进行研究具有可行性,模拟结果表明:通过改变支管拐角连接方式与拐角角度的方法优化支管阻力,可使优化后的二次风送风系统出口速度偏差率均小于5%,能够满足新机组设计要求。对炉内二次风扩散特性的模拟采用双流体模型,并针对二次风温骤升问题对二次风口进行矫正。研究发现二次风穿透距离与横向扩散距离均随着负荷增加而增加。同时,炉外侧二次风送风系统布风均匀性对于炉内二次风射流的扩散特性与气固混合效果有较大影响。因此,通过对炉外二次风送风系统进行优化设计改善其布风均匀性,对于提高炉内气固混合均匀性与燃烧均匀性具有重要意义。