鉴于我国以煤炭为主的能源结构,以及煤质逐渐变差的新形势,能燃用各种劣质燃料且高效环保的循环流化床燃煤锅炉技术成为燃煤工业锅炉发展的重要方向。然而,由于在循环流化床锅炉基础理论和试验研究方面欠佳,致使循环流化床工业锅炉热效率偏低、埋管磨损严重、结构复杂、成本较高等问题长期存在,当锅炉煤质下降(发热量降低,灰分增加,硫分增加)时,这些问题就更加严重。针对目前循环流化床燃煤工业锅炉发展的新要求,作者及其同事在对中小型循环流化床燃煤锅炉现状充分调研的基础上,首次提出了一种新的小型CFB锅炉布置方案,并申请了国家发明专利。采用该方案设计的11t/hCFB燃煤工业锅炉,已经在2009年投入运行。本文通过一系列工业试验,得到返料换热型CFB工业锅炉在结构布置、炉内气固流动、燃烧传热以及物料平衡与热量平衡等方面的基本规律,并通过数值模拟计算,详细了解细颗粒换热器内的气固流动特性。主要试验研究结果表明:①返料换热型CFB工业锅炉,基本达到设计参数;返料换热型CFB锅炉的布置方案是可行的;②在锅炉结构布置上,合理采用细颗粒换热器后,可以显著减少锅炉炉膛尺寸,降低金属耗量;③取消炉内埋管并将其移入细颗粒换热器后,能显著提高锅炉点火效率,同时大幅度减少了埋管磨损;④通过细致考虑锅炉的燃烧效率与物料平衡,可以有效提高锅炉负荷调节性能;⑤运用FLUENT软件模拟计算,能够正确反映细颗粒换热器的气固流动特性;⑥在流化风速0.5m/s、初始床料高度1200mm的工况下,细颗粒换热器内的流化状态最好,与实际运行结果基本相符。