以煤和污泥耦合燃料作為研究對象，針對某四角切圓鍋爐，通過數值模擬探究兩種燃料摻燒特性，揭示能夠滿足燃料穩定燃燒的摻混比例。項目模擬選用污泥含水率高于煤，而熱值近乎為煤的一半，選用某300MW四角切圓鍋爐作為研究對象。

采用1:1的比例對該鍋爐進行建模，采用結構化網格以防止偽擴散，對燃燒器區域根據冷態結果進行分區，并對燃燒器區域的網格進行了局部加密以提高計算精度，網格總數約為62萬。

采用Rosin-Rammler分布模擬一次風出口煤粉顆粒的分布，采用隨機軌道模型模擬煤粉顆粒在爐膛內部的運動，采用k-ε雙方程湍流模型模擬風粉混合物在爐膛內部的湍流流動，采用混合分數/概率密度函數模型模擬火焰的湍流燃燒過程，揮發分析出模型采用兩步競爭反應模型，焦炭燃燒過程采用動力/擴散控制反應速率模型，采用P1模型計算爐膛內部的傳熱。

分別摻混0%、10%、20%和30%的污泥進入煤粉中，探究混合燃料燃燒特性。取過量空氣系數取1.150，得到鍋爐爐膛內的速度場、溫度場。通過對比爐膛左右墻中心截面的速度，研究發現，摻入比例為10%和20%的污泥的混合燃燒條件下，速度場并無明顯的變化，但摻混30%污泥后，冷灰斗區域的速度降低明顯，靠近前后壁的速度也有所下降。

通過對比不同燃燒器層速度場分布可知，摻入比例為10%和20%污泥時，爐膛中心區域速度較低，切圓較為完整，風場組織狀態良好。而提升污泥摻混比例至30%時，流動狀態發生了顯著變化，下燃燒器層沒有形成較好的切圓，周邊風速顯著下降，容易引起偏燒、水側局部超溫，甚至爆管。

左右墻中心截面的溫度場分布，摻混比例低于20%時，溫度場分布十分相似，與其速度場高度一致。但當污泥摻入比例達到30%時，爐膛內的溫度場分布與其他工況存在很大的差異，爐膛主燃燒區溫度普遍偏高，而燃盡區溫度下降，容易導致蒸汽溫度偏低。

通過A、B燃燒器層的溫度場分布發現污泥摻混比例低于20%時，燃燒溫度場雖有變化，但是并不明顯，各區域溫度基本維持在相當水平；但當摻混比例增加至30%時，切圓中心區域溫度明顯增加，而靠近鍋爐周邊區域溫度發生顯著下降，表明污泥的大比例增加，已經導致了嚴重的燃燒惡化，不僅不利于燃燒穩定，同時對于水冷壁處熱量傳導造成惡劣影響，而這種情況沒有隨著鍋爐高度增加發生改善。因此，為保持燃料穩定燃燒，應降低污泥摻混比例，控制在20%內為宜。