大型燃煤发电机组，特别是超超临界发电机组，相比常规发电机组发电煤耗显著降低，目前是我国电力行业的重要发展方向，其应用具有巨大的节能减排效益。而大型燃煤锅炉是其主设备。 本成果是针对大型燃煤锅炉制造和运行的核心技术之一燃烧器和炉膛内气流和燃烧的组织所取得的。通过数值模拟，获得了1000WM超超临界塔式锅炉炉膛及其燃烧器内在各不同工况下的温度、流速、煤粉浓度及燃烧产物的分布规律，发展了新型燃烧器，提出了组织和调整炉膛内气流和燃烧的方法，并成功应用于超超临界塔式锅炉的制造及运行控制。 本项目解决了两个关键问题。通过对流动传热燃烧非线性特性的研究发现，即使结构完全对称的锅炉炉膛和燃烧器在稳定运行工况下，其内的流动传热和燃烧仍然是非对称的和非稳态的，首次提出了非线性的因素是锅炉炉膛烟气侧热偏差的原因之一，这为恰当描述和正确模拟锅炉炉膛及燃烧器内的流动和传热及燃烧奠定了基础；根据燃烧器内流动的数值模拟结果和本项目首次提出的评价煤粉浓淡分离性能指标优化燃烧器结构，提出了可调式中心给粉旋流煤粉浓淡燃烧器，不仅能够控制燃烧器出口射流煤粉的浓淡分布，而且能够控制浓相煤粉的位置，防止燃烧器结焦，为实现锅炉炉膛在竖直和水平两个方向分级燃烧，降低NOx生成和高效稳定燃烧奠定了基础。 本项目主要获得了如下创新成果：（1）根据非线性特性的分析，查明了锅炉炉膛出口烟气侧热偏差的一个原因，首次提出了非线性因素是锅炉炉膛烟气侧热偏差的原因之一；（2）对大型超超临界锅炉炉膛流动传热燃烧给出了完整、恰当的数学模型，并应用CFD技术正确预测了其中的物理规律；（3）首次提出了综合评价煤粉浓淡分离性能指标K；（4）研发了两种新型燃烧器，其一已获发明专利；（5）定量给出了首台1000MW超超临界塔式锅炉燃烧器角度、配风、过量空气系数等改变时炉膛温度、O2、CO2、NOx、飞灰碳燃尽率等重要参数或物质浓度的分布规律，以及流动传热燃烧规律，为超超临界塔式锅炉设计和安全、高效、清洁、经济运行提供了依据。 经过国家质量监督检验检疫总局科技司组织的专家会议鉴定，本项目"研究成果具有创新性"。经上海科学技术情报研究所水平检索，"项目成果总体达到国际先进水平"。所获得的研究成果在上海锅炉厂有限公司和上海上电漕泾发电有限公司的实际生产中得到了应用，已取得的经济效益约9亿元人民币。本研究成果形成两项发明专利（其中一项已获授权）；已发表论文30 篇，其中SCI和EI检索14篇。 经过第三方西安热工研究院等单位联合测试，上海外高桥第三发电有限责任公司和上海上电漕泾发电有限公司采用的1000MW超超临界塔式锅炉效率均在94%以上，NOX生成在260mg/m3左右，主要技术指标处于国际先进水平。