经过几十年的快速发展,我国的循环流化床锅炉技术已处于世界前列,但在实际生产中仍存在很多问题,炉内磨损严重、灰渣含碳量高和厂用电率高是其中最为主要的三个问题,因此研究循环流化床锅炉的优化运行技术具有重要的理论和现实意义。本文首先通过对1060t/11循环流化床锅炉的大量变工况试验,获得了不同负荷率下的炉内压力分布,给出了该锅炉稀相区物料浓度的分布规律,并分析了流化风速和床压降对物料浓度分布的影响,得出了物料浓度随流化风速和炉膛高度变化的关系式、物料浓度随床压降和炉膛高度变化的关系式。通过实验得到了平朔煤矸石、朔州贫煤、郑州烟煤和内蒙褐煤四个煤种的一次破碎特性、成灰磨耗特性和燃尽特性数据,并对实验结果进行了分析,为物料平衡优化的数值建模研究提供了技术数据。本课题从物料平衡的角度出发,通过数学建模和试验验证的方法,对循环流化床炉内的流体动力特性进行了研究,开发了循环流化床物料平衡优化软件。该软件主要包含床料粒度分布模块、物料浓度分布模块和优化模块三部分,以炉膛出口物料浓度Cp和物料在炉内的平均停留时间tp为优化目标函数,在保证锅炉负荷和物料在炉内停留时间的前提下,通过改变给煤粒度分布,来调整不同粒度的物料在炉内的质量份额,进而改变炉内粗细颗粒物料的比例,最终达到低床压运行的目的。基于物料平衡优化软件,研究了给煤粒度分布和煤种对1060t/h循环流化床锅炉物料浓度分布及底渣含碳量的影响,结果显示,循环流化床锅炉炉膛中下部的物料浓度与不同煤种成灰中细颗粒和粗颗粒的质量份额之比也成反比,炉膛中上部物料浓度和k2成正比,炉内平均物料浓度与给煤中细颗粒与粗颗粒的质量份额之比k0成正比；在床压降相同的条件下,底渣含碳量与k0、不同煤种一次破碎后焦炭颗粒中细颗粒和粗颗粒的质量份额之比k1以及煤种的燃烧速率成反比。