本文以采用先进低NOx燃烧系统的锅炉为对象，研究煤质和运行因素对NOx排放浓度的影响规律，旨在研究和开发传统的燃烧调整试验方法和NOx在线测量数据的在锅炉运行中应用，建立简单可靠的锅炉NOx排放预测方法和燃烧优化运行控制指导原则。　　 本文分别以1000MW级切圆燃烧锅炉和600MW级墙式燃烧锅炉为对象，基于系统的燃烧调整试验结果，采用统计分析方法，就主要运行因素、煤质因素单因素变化对NOx排放浓度的影响及其重要性进行了研究。研究表明，对于采用先进低NOx燃烧器和大量燃尽风的炉内空气分级燃烧的锅炉，煤质和锅炉运行因素中的氧量、磨组运行方式、燃烧器摆动、负荷是锅炉NOx排放浓度的主要影响因素；相比起来，由于主燃烧器区域低过量空气系数和大量燃尽风的采用，燃烧器结构参数和配风因素的影响是微弱的。对两种燃烧方式锅炉的研究得到了相同的结论。　　 本文通过燃烧调整试验中单因素影响研究和大量文献数据、多台锅炉燃烧调整试验结果的综合分析两个方面，系统地研究了煤质对锅炉NOx排放特性的影响规律。提出了一种新的燃煤含N量特征指标，即Nar/Qnet,ar,它可以较好地反映煤质变化对锅炉NOx排放浓度的影响。　　 本文基于一台锅炉运行的DCS历史数据和NOx排放浓度的在线测量结果，采用多元线性回归方法，根据实际运行过程中主要宏观运行因素，包括负荷、磨组运行方式及氧量等变化，建立了预测锅炉NOx排放浓度的经验关系式，NOx排放浓度的预测值和实测值之间的偏差大多在±10％范围内。该方法为开发和检验NOx燃烧优化控制模型提出了新的技术方向。　　 本文在多台锅炉燃烧调整试验结果的基础上，综合分析了煤质和主要运行因素对NOx排放浓度的影响规律，采用多元线性回归分析方法，建立了NOx排放浓度和主要宏观影响因素包括负荷、炉内燃烧负荷分布、燃烧氧量、煤质之间的经验关系式。因此建立了一种通过燃烧调整试验结果获得经验关系式用于预测锅炉NOx排放浓度的新方法，这种方法简单、可靠，解决了传统燃烧调整试验结果难以直接应用于指导运行过程中的NOx燃烧控制的问题，是对这一传统方法的有效改进。　　 本文采用计算流体力学方法，成功地完成了采用先进低NOx燃烧系统的大型锅炉的计算和分析。对通过数值计算获得的炉膛温度场、CO浓度场、O2浓度场和NOx浓度场进行分析，证明锅炉主燃区的燃烧方式属于还原态燃烧方式。并对国内早期设计生产的400t/h切向燃烧锅炉模拟计算结果进行分析，证明其为典型的氧化性气氛燃烧方式。据此，为今后对部分125MW～300MW机组锅炉进行低NOx燃烧技术改造，提出了新的改造方案的设计思路。