循环流化床作为一项高效、低污染的新型燃烧技术,推动了洁净煤发电技术的发展。在燃烧、废弃物处理等循环流化床应用中,固体颗粒通常具有很宽的粒度分布。通过加入少量的粗颗粒,可以提高床内细颗粒含率,改善气固两相接触,增加传热效率,更易于控制细颗粒的停留时间。在循环流化床给风控制上,经常利用空气分级将给风分为一次风和二次风。空气分级是循环流化床锅炉减少NOX排放、控制燃烧质量、降低风机能耗、保证锅炉颗粒循环倍率的有效手段。目前循环流化床二次风存在的最为普遍的问题就是二次风在炉膛内的穿透能力不足。以往的对于双组分颗粒分级的研究工作所用颗粒粒径多为Geldart B类粒子,颗粒粒径相差不大,并且没有涉及对二次风下的双组分颗粒的分离特性的研究。对于射流穿透深度,以往学者并没有对密相区射流进行详细研究,且较少考虑下倾射流。本文在方形循环流化床冷态实验台上,采用压差传感器测量了双组分混合颗粒体系压力梯度轴向分布,对提升管不同高度和回料系统中的粗颗粒份额进行了取样分析,并比较了中心区域、边壁区域和边角区域的粗颗粒份额。实验结果表明:在相同的风速下,提升管压力梯度随着Gs以及初始粗颗粒份额的增加而增加,提升管压力梯度随着U0的增加而减小;空气分级后,二次风喷口以下压力梯度增大,二次风喷口以上压力梯度稍微降低或保持不变。随着U0的增加,粗颗粒份额沿高度方向分布增加;增加Gs,粗颗粒分布更加均匀;空气分级导致提升管内粗颗粒份额降低;在床内同一截面上中心粗颗粒份额最低、边壁粗颗粒份额最高、边角粗颗粒份额居于二者之间。通过在流化床底部加入二次风,采用PV6D光纤颗粒浓度测量仪测量射流附近颗粒浓度,在二次风中加入CO2示踪,研究了不同底部风速、不同的喷口角度、不同射流喷口直径和风速、不同的物料高度下二次风的扩散情况,并通过数据拟合得出二次风射流的穿透深度公式。本文利用光纤信号波动分析床内的流化状态,比较不同工况下的颗粒浓度分布。射流穿透深度随着射流速度的增加而增大;同一流量下,射流穿透深度随着喷口直径变小而增大;水平射流穿透深度最大,下倾角度越大,穿透深度越低;主流风速和颗粒浓度的增大,都会降低射流穿透深度。