为达到严格的超低排放标准，目前国内绝大部分电站锅炉均实施了NO_x排放控制技术改造。针对一台燃用烟煤的420 t/h四角切圆煤粉锅炉，将原双通道燃烧器改造为水平浓淡燃烧器并加装3层燃尽风（SOFA），从而达到低氮燃烧的效果。应用数值模拟方法进行方案论证，研究了一次风浓淡比、SOFA风率和SOFA风射流角度等参数对锅炉燃烧状况及NO_x排放规律的影响，并提出最佳改造方案。随着浓淡比的增加，炉膛出口温度逐渐增加，而NO_x含量逐渐降低。浓淡比为4∶1时，飞灰含碳量最低。随着浓淡比增大，CO浓度升高，增强了主燃区域的还原性，抑制挥发分含氮中间产物氧化成NO；另一方面，浓淡比增大使浓煤粉气流挥发分析出速率加快，强化挥发分含氮中间产物HCN和NH₃将已生成的NO还原为N₂；同时，淡侧气流煤粉浓度低，含氮基团析出量变小，与氧反应生成NO的量减少。随着SOFA风率的增加，炉膛出口烟温、飞灰含碳量增加，20% SOFA风率时，NO_x浓度较高，SOFA风率由30%增加到40%时，NO_x浓度基本保持不变。随着SOFA风率的增加，主燃区形成的低O₂高CO浓度的强还原性气氛抑制了HCN及NH₃被氧化成NO，反而促进了其与已生成的NO发生反应生成N₂。此外，高SOFA风风率下，主燃区高温区缩小，生成的热力型NO_x也相应减少。随着SOFA风射流角度上扬，还原区加长，有利于降低NO_x浓度，但燃尽区的火焰中心会上升，煤粉燃尽时间变短，炉膛出口温度和飞灰含碳量上升。随射流角度增加，O₂浓度降低而CO浓度升高，这是由于射流角度增大延迟了煤粉燃尽过程，增加了化学不完全燃烧损失；这种低氧高CO的强还原性气氛大大抑制了NO_x生成。根据数值模拟结果，确定试验锅炉的低氮燃烧改造方案为：选择浓淡比为4∶1的水平浓淡燃烧器作为改造燃烧器，SOFA风率定为30%，SOFA射流角度上扬15°。改造后锅炉燃烧稳定，NO_x排放显著降低，为220mg/Nm³左右（降幅达65%～70%），而飞灰含碳量保持在3%～4%，表明改造方案可达到良好的低氮燃烧效果。