为解决贫煤锅炉改烧神华烟煤造成的结渣、燃烧器烧损等问题，以某超临界600 MW对冲锅炉为研究对象，通过热力计算、数值模拟分析重点开展了燃烧系统改造方案的可行性研究。研究结果表明：采用差异化热负荷设计、边排燃烧器内倾、多维贴壁风等技术，燃烧器区域热负荷从1.71 MW/m~2降低到1.44 MW/m~2，炉膛出口烟气温度由1 058℃降低为1010℃；改造实施后测试结果显示600MW负荷时，飞灰含碳量从改造前6.06%下降到改造后1.42%，锅炉效率由92.76%提升到94.03%，各负荷下炉膛出口NOx排放质量浓度降低了50%～60%，改造后锅炉能长期安全高效运行。提出的改造技术方案对同类机组在低挥发分煤改烧烟煤条件下的燃烧系统优化改造具有指导意义。