水煤浆流化-悬浮燃烧锅炉结合了水煤浆和循环流化床两种洁净煤技术，该技术是在循环流化床锅炉应用基础上发展起来的，取得了良好的经济及社会效益。循环流化床锅炉（CFBB：Circulating Fluidized Bed Boiler）以其高效低污染等优点在全世界范围已经得到迅速的发展。循环流化床锅炉内是典型的气固两相流，对其流动特性的研究，是循环流化床燃烧技术研究的重要方面。本文应用实验与数值模拟相结合的方法对工业应用的循环流化床锅炉冷态缩小模型上部稀相段、下部密相区及高效分离器内气固两相流动特性进行研究。 研究结果表明：炉膛内颗粒固含率（浓度）呈中心高，边壁低的“环-核”流动结构及颗粒轴向速度中心处向上，边壁处向下的内循环流动形式。另外，改变操作气速与质量循环流率，沿轴向炉膛中下部区域及沿径向边壁区颗粒固含率分布的影响比较显著。同时，操作条件对颗粒轴向速度的影响都表现为中心区域颗粒向上速度变化的效果要显著于边壁处向下运动速度的变化。边壁处的气固两相流动规律还有待于进一步研究。不同粒径的颗粒在炉膛中的运动分布规律不同，沿炉膛高度方向，颗粒粒径越大，炉膛下部的颗粒固含率就越大。不同的二次送风结构对炉膛稀相段的气固宏观流动特性的影响显著；二次风进口入射角为与轴向方向成60°向上入射情况下，炉膛内气流对颗粒的扰动作用较明显，颗粒主要分布在炉膛中上部区域y=1.5-3.5m范围内，最有利于炉膛内的燃烧；二次风的纵向穿透深度也比较大。结合水煤浆流化-悬浮燃烧所采用的异重比流态化工艺，模拟密相鼓泡床两种床料的气固流态化特性。在密相区内，床料经历了床层均匀膨胀，气泡的产生、上升及破裂的发展过程，不同密度及粒度的床料中气泡的运动及分布形态完全不同。 旋风分离器作为循环流化床锅炉中重要的气固分离设备，其性能的优劣直接影响到整个循环流化床锅炉的出力、效率及运行寿命。本文对直切式旋风分离器内的分离性能及气固两相流动特性进行了实验和数值研究。研究结果表明：随着入口气速和入口颗粒浓度的增加，分离效率会出现一个最大值：对粒度相差较大的物料，分离效率随入口颗粒粒度的增大而增大，而对粒度相差不大的物料，密度对分离效率的影响更为明显。旋风分离器入口结构的非轴对性以及气相旋流的不稳定性造成气相流场呈非轴对称性，主要表现为气流旋转中心与分离器几何中心不重合；排气管内切向速度呈强旋流状态，轴向速度呈强剪切流特征，这些都是造成排气管内产生流动阻力的重要原因。同时还研究了入口面积比KA、排气管直径比dr、排尘口直径比dc、入口速度V1和温度T等结构参数和操作条件对气相流场的影响规律，为旋风分离器的结构优化提供了参考依据。最后，在气相流场模拟的基础上，引入颗粒随机轨道模型，计算了颗粒的运动轨迹。结果表明，分离器内颗粒的运动情况非常复杂，并且带有很大的随机性。对于细小颗粒，上行流夹带是影响效率的主要因素，其次是短路流和排尘口返混；对于粒径较大的颗粒，影响效率的主要因素是顶灰环和排气管短路流。 以上研究结果对于循环流化床锅炉及旋风分离器的工程应用具有一定的参考价值。