双锥煤粉燃烧室在小容量工业锅炉中广泛采用水冷却方式，但随着市场对高容量锅炉需求的增加，双锥燃烧室体积增大、数量增多，如仍采用水冷却的方式将导致安装困难、水系统复杂等问题，亟需开发新的冷却方式。空气冷却形式具有结构简单、预热后的空气可以增加煤粉的着火稳定性等优点，需要考察其首次应用于双锥煤粉燃烧室中的效果。为了确定空气冷却式燃烧室燃烧和壁面冷却情况，采用数值模拟技术对14MW工业锅炉燃烧室和炉膛进行三维建模，得到50%和100%两种负荷下不同内外二次风配风比例下燃烧室内部燃烧情况、金属壁面温度、出口火焰形状和炉膛充满度。结果表明：控制总空气过量系数不变，随着内二次风比例的逐渐增加，燃烧室内的平均温度逐渐降低；50%负荷下金属壁面温度随二次风比例的增加逐渐降低，100%负荷下金属壁面温度先降低后升高，这是内二次风助燃燃烧和外二次风的冷却共同作用的结果。随着内二次风比例的增加，金属壁面的高温区域逐渐后移，集中于后锥出口区域；在50%负荷下内二次风量占总空气量比例为0.4时，金属壁面具有最高温度930 K,100%负荷下内二次风量占总空气量比例为0.2时，壁面金属最高温度835K，2个最高温度均出现在后锥收缩段，据最高温度推荐壁面材料选取0Cr18Ni9，2种负荷下最高温度出现时燃烧室内的内二次风配风量为2600 Nm³/h，应尽量使内二次风远离此配风量；50%负荷下燃烧室平均温度、金属壁面平均温度及最高温度均高于100%负荷，是空气冷却结构需要重点考察的工况。随着内二次风比例的逐渐增加，火焰长度先增加后减小，当内二次风过小时，出口气速较小，外二次风具有向中心的速度分量，火焰主要集中在炉膛前部。随着内二次风比例的增加，出口速度增大，火焰变长变细。但随着比例的继续增加，外二次风的轴向速度变小，出口火焰的旋流强度完全由二次风决定，出口旋流强度的增大导致了火焰的变短变粗，在2种负荷下，火焰长度较长时，内二次风比例为0.4～0.5。内外二次风比例为0.5∶0.5时，燃烧室内燃烧情况和壁面温度均匀稳定，火焰在炉膛内的充满度最好，是2个考察负荷下均较适合的运行参数。