增压流化床燃烧是实现煤炭清洁高效利用的重要洁净煤技术发展方向。针对炉膛尺寸减小导致受热面布置空间受限的问题，开展增压流化床不同位置水平管换热器外表面与床层间传热特性的基础研究，将为优化炉内受热面布置提供重要参考。但水平管传热实验的开展要求炉膛截面积不能过小，而较大横截面积的热态增压流化床设备的设计与操作运行具有一定的难度，目前相关实验主要在冷态增压流化床中开展。因此，对于热态增压流化床水平管的传热特性研究成为本文的研究重点。
　　研制热态增压流化床传热实验平台，采用整体夹套式容器设计方案并配置供气系统、水冷系统、电加热系统、密封系统和数据采集系统，实现热态增压流化床的安全运行和炉内水平管的传热系数测定。基于此实验平台对炉内不同位置的水平管换热器传热系数进行了测定，探讨了压力、温度、粒径、流化风速等不同实验条件对炉内水平管受热面局部和平均传热系数的影响；详细分析了不同类型密相区水平埋管传热模型在增压流化床中的精确性与适用性，并提出了适用于增压流化床密相区水平埋管的半经验传热模型。
　　密相区水平埋管传热特性的实验结果表明，系统压力的提高将会使密相区水平埋管的传热得到强化。当系统压力由0.1MPa提高至0.7MPa，针对不同粒径的床料，传热系数提高11.4%-22.5%，其中在细颗粒床料中提升更为显著。在不同的系统压力下，密相区埋管外表面的平均传热系数均随着床层温度的提高而呈现上升趋势，当床层温度由400℃增加至800℃，辐射传热在总传热系数的份额明显提高，在常压下由5.1%提高至12.5%，这一占比将随着系统压力的提高而略有下降。埋管平均传热系数随着流化数的增加则会先增加后缓慢下降，过程中存在最大传热系数，其实验结果与 Shah 模型预测结果拟合较好。埋管周向局部传热系数分布规律在低流化数下整体表现为迎风面大于背风面，水平两侧最高，而在高流化数下，周向局部传热系数的分布将趋于均匀。
　　稀相区水平管传热特性的实验结果显示，在热态增压鼓泡床中，压力的提高对于稀相区水平管的传热起到强化作用，位于稀相区高度较低位置的换热管传热系数高于较高位置的传热管。随着流化数的增大，位于不同高度的水平管传热系数均呈现递增的趋势。在同一系统压力下，稀相区水平换热管的周向传热系数在 0°和 180°周向位置的局部传热系数略高，但整体分布趋向均匀。基于实验结果，建立增压流化床稀相区水平管传热系数经验模型，通过与本文及前人冷态实验结果拟合，97.4%模型预测结果在 25%误差范围以内，平均绝对误差8.18%。
　　对前人提出的一些应用较为广泛的水平埋管换热模型应用于增压流化床中的精确性与适用性分析表明，不同类型的经验或半经验模型对预测增压条件下的埋管传热系数均表现出一定的局限性。本研究以乳化团更新模型为基础，结合接触热阻模型和热穿透模型的优势，并对增压下气体对流传热计算进行优化，提出适用于增压流化床的水平埋管传热模型。与本文及不同文献中的156组增压水平管实验数据点拟合，结果表明94.9%的模型预测结果误差范围在20%以内，平均绝对误差11.86%。
　　本文研究结果将为增压流化床炉内受热面的布置和优化提供参考。