国内火电厂早期投运的锅炉低氮燃烧技术相对落后,尤其是W火焰锅炉NOx排放较高,普遍高达1000mg/m3以上,对环境影响较大,与现行排放标准相差巨大。因此,对W火焰锅炉进行炉内低氮改造迫在眉睫。本文以某电厂600MW W型火焰锅炉为研究对象,锅炉改造前的NOX排放浓度在1300 mg/m3(干基标态,6%O2)。在大量文献调研和以往工程实践的基础上,对W火焰锅炉NOx排放较高的原因进行了分析,并提出了增加OFA喷口、更换新型中心风环浓缩旋流燃烧器、偏置乏气风喷口,将分级风管一分为二,增加卫燃带面积的初步改造方案。本文建立了数值模拟计算的模型,改造前数值模拟计算与试验得出的结果吻合较好,验证了模型的正确性。然后对600MW W火焰锅炉的初步改造方案进行了数值模拟计算,分析了改造方案工况下锅炉的速度场、温度场、O2含量分布、CO含量分布和NOX含量分布,得出了W火焰锅炉炉内氮氧化物的生成特性。数值模拟结果显示,初步改造方案可以有效的降低W火焰锅炉NOX的排放浓度。通过对600MW W火焰锅炉的燃烧调整试验,得出了锅炉运行氧量、燃尽风箱风门开度、燃尽风喷口关闭数、分级风门开度、燃烧器中心风门开度、机组负荷、磨煤机运行台数等运行参数对锅炉NOX排放、CO排放、飞灰可燃物和锅炉热效率的影响。通过燃烧调整试验,得出了600MW W火焰锅炉减排优先工况下的锅炉最佳运行参数。在减排优先运行工况下,锅炉NOX排放最低可以控制在563.34mg/m3;在保证锅炉效率与改造前不降低的情况下,锅炉NOX排放可控制在741.54mg/m3。改造后,锅炉NOX排放显著降低、稳燃特性增强、煤种适应能力增强。