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我国是世界上最大的煤炭生产和消费国，以燃煤为主的火力发电机组在我国电力工业中占主导地位。在火电生产行业中，随着电站煤粉锅炉容量的增大，大型电站煤粉锅炉的安全性、经济性问题更加突出，对机组的燃烧调整提出了很高的要求。国家在环保方面的各项指标趋于高标准、严要求、重治理。同时电力企业也要求自身挖掘潜力，降低成本，安全运行。因此，燃煤发电的安全、经济运行，清洁燃烧对企业、对环境，有着十分重要的作用。现在大中型火电厂发展的主要趋势是提倡节能与环保，国家对这方面的要求也有明确规定，以后对这方面的要求也将越来越严格。
燃煤锅炉排放的烟气中含有SO 2 、NO x 和粉尘等多种有害成分，其中氮氧化物（NO x ）是重点控制的污染物之一。自 20 世纪 70 年代起，欧、美、日等发达国家相继对燃煤电站锅炉NO x 的排放做了限制，并且随着技术与经济的发展，限制日趋严格。
进入 20 世纪 90 年代以后，世界上主要的锅炉制造商的锅炉设计都是不仅要提高锅炉效率，减少未燃尽碳损失，同时要考虑在锅炉的燃烧系统和炉膛设计中如何降低NO x 生成量。大型的燃煤电厂是全球NO x 排放的主要来源之一。当今世界把电站锅炉产生的有害排放物作为一个重要控制指标，世界发达国家均已制定了电站锅炉NO x 排放标准 [10] 。氮氧化物主要以NO，NO 2 ，N 2 O，N 2 O 3 ，N 2 O 4 ，N 2 O 5 等形式出现，统称为NO x ，在空气中，NO浓度越大，毒性越强，NO 2 的毒性更大。它很易与人体和动物血液中的血色素混合并夺取氧分，使血液缺氧，引起中枢神经麻痹症，NO 2 还强烈刺激呼吸器官黏膜，引起肺部疾病。还对人体的心、肝、肾脏及造血组织有损害，严重时会导致死亡。NO和NO 2 会破坏同温层中的臭氧层，使其失去对紫外线辐射的屏蔽作用，危害地面生物。大气中有NO x 与SO x 及粉尘共存，生成硫酸或硫酸盐溶液和硝酸或硝酸盐溶液，形成酸雨。由于NO x 对人类和自然界存在危害，必须控制NO x 的生成和排放。因此实时预测NO x 的排放量并及时进行燃烧调整对燃烧的清洁性非常重要 [11] 。
目前电站煤粉锅炉SO 2 的排放量控制主要依靠烟气脱硫技术处理。CO 2 的处理还没有比较成熟的技术可供工业采用。而氮氧化物的生成机理更为复杂。曾经认为采用流化床燃烧技术，可以使NO x 排放量减少 80%～90%。但是最新的研究表明，流化床低温燃烧出现的N 2 O排放是一个更为严重的污染问题。N 2 O俗称笑气，其在大气中的持续作用时间可以达到 30 年，是一种对大气臭氧层破坏性极强的有害气体，同时对人的神经系统具有毒害作用。而流化床低温燃烧是产生N 2 O的最大污染源。因此，控制氮氧化物的排放必须同时考虑到NO x 和N 2 O。而煤粉燃烧属于高温燃烧，只产生NO x 。可以预测，煤粉燃烧仍将是今后的主要燃烧技术。因为采用吸收技术处理NO x 的成本比较高，故NO x 的处理技术主要是通过燃烧过程控制。目前NO x 控制技术是通过分级配风的低氧燃烧和降低燃烧器区域的温度实现的。控制电站锅炉燃烧过程产生的污染物的根本性措施是进行综合治理，即提高能源利用率，控制能源消耗和继续开发效率更高的低污染燃烧技术。
近年来对煤在燃烧过程中NO x 的形成，以及开发低NO x 燃烧技术等方面有较多研究 [12，13] ，但对已在运行的大型煤粉锅炉NO x 的排放特性和从运行上调整控制燃烧中NO x 的生成，研究的仍然不多。对NO x 的排放的研究也仅限于借助CFD，可靠性往往只是通过定性分析进行验证，这很难保证对燃烧火焰NO x 生成量的准确预测。通过CFD软件平台，以计算机数值模拟为研究手段对燃煤电站锅炉进行研究是一种常用的方法，也有不少这方面的研究文献，但是多数文献只是对一种工况进行了计算，或者是对特定的个别几个不同工况进行计算，比较计算结果 [14] 。很少有系统地针对不同的燃烧工况因素对NO x 生成的影响进行对比分析，以此为出发点，选取合适的数学物理模型，针对实际工业锅炉不同的燃烧工况进行了数值模拟，对影响燃煤工业锅炉NO x 排放浓度的不同因素进行了研究，并与现场测试所得的数据进行对比，为优化电站锅炉的运行，降低工业锅炉的NO x 排放提供依据。