加压富氧燃烧技术（Pressurized Oxy-fuel Combustion,POFC）是一种极具工业应用前景的高效低能耗碳捕集技术,将其应用于流化床锅炉能够兼具燃料适应性强,污染物排放水平低,负荷调节性好等优点,引起国内外学者与研究机构的广泛关注。为全面深入地了解流化床锅炉加压富氧燃烧系统特性,本文建立了煤加压流化床锅炉富氧燃烧系统模型,并在此基础上开展燃烧系统特性研究,得到了送风、炉内床温、传热、尾部烟气组分浓度等参数的变化规律,旨在充分掌握燃烧气氛和燃烧压力对系统稳态和动态特性的影响,为加压富氧燃烧技术的工业应用提供理论支持。建立了煤加压富氧燃烧系统模型并进行系统稳态特性研究。相比于传统的常压空气燃烧,在改变了燃烧气氛与燃烧压力的基础上分区建立炉内气固流动、传热以及煤燃烧子模型,充分体现燃烧气氛与压力对炉内流体动力特性、传热特性以及燃烧特性的影响。为满足加压富氧燃烧系统的动态分析与计算,考虑炉内物料质量守恒及能量守恒等动态过程。耦合各子模型后得到煤加压流化床锅炉富氧燃烧系统模型,并进行模型正确性验证,模型与试验相关验证参数的误差基本在10%以内。基于所建立的燃烧系统模型,分别探讨了燃烧气氛氧浓度和燃烧压力改变时系统的稳态特性,结果表明:增加燃烧气氛氧浓度与燃烧压力均有益于煤燃烧,有效地提升了炉内煤燃烧速率以及碳转化率,同时,燃烧气氛氧浓度与燃烧压力的升高有益于强化炉内传热。借助该模型依次研究了燃烧气氛氧浓度、燃烧压力、给煤量阶跃扰动以及燃烧模式切换过程系统的动态特性,并实现了床温的控制优化。研究发现,炉内密相区与稀相区床温以及尾部烟气中各组分体积分数的动态响应特性均受到参数扰动的影响,高氧浓度与高压力能够显著提升系统在参数扰动下的响应速率。得到了一定燃烧压力下空气与富氧燃烧模式切换过程中系统送风参数、炉内床温、传热系数以及烟气各组分排放浓度的动态变化。在加压富氧燃烧系统相关稳态以及动态特性研究的基础上,通过模型预测控制方法实现了压力和煤量扰动以及燃烧模式切换过程炉内床温的优化控制,有效实现床温调节的同时能够保障机组烟气碳富集浓度超过90%。本文煤加压流化床锅炉富氧燃烧过程动态特性分析充实和丰富了加压富氧燃烧相关研究,在建立加压富氧燃烧系统模型的基础上,对不同燃烧气氛与燃烧压力下系统稳态以及动态特性进行深入探讨,得到了不同燃烧气氛氧浓度与燃烧压力下炉内床温、传热系数以及烟气组分的变化规律,及其阶跃扰动下炉内床温以及烟气组分的动态响应,同时掌握了空气与富氧燃烧模式切换过程系统的动态响应特性,并实现了非稳态下炉内床温的控制优化,为进一步推广加压富氧燃烧技术奠定理论基础。