由于W火焰锅炉炉膛设计热负荷与火焰中心温度较高，热力型NOx生成增加，炉膛出口NOx质量浓度远高于其他煤粉锅炉，对锅炉后部的选择性催化还原（SCR）脱硝装置要求很高。为探究流场和组分浓度分布对SCR装置脱硝效率和氨逃逸的影响，提升装置脱硝性能，采用计算流体力学（CFD）仿真手段建立某电厂660 MW机组W火焰锅炉脱硝系统的三维计算流体力学模型，并进行数值模拟；为使计算结果更贴近实际工况，按照锅炉满负荷下摸底试验数据设定入口NOx浓度边界条件。通过详细分析SCR系统烟气速度分布、组分浓度分布、氨逃逸等流动特性，针对流场优化、分区喷氨和新型静态混合器对脱硝性能的影响进行模拟与优化，从而提高SCR系统流场及浓度场均匀性。优化前后模拟结果表明，通过增加顶部导流板数量，可提升催化剂入口速度分布均匀性，消除催化剂入口速度较高的条状区域，优化后催化剂入口烟气速度分布相对标准偏差由20.86%降至3.80%；通过增加三角翼型静态混合器可消除入口NOx浓度分布不均的影响，提升浓度场均匀性，分区最大氨氮物质的量比相对标准偏差由10.72%降至1.78%；改造方案明显优于原始设计，对工程设计具有重要的借鉴意义。