循环流化床(CFB)燃烧技术作为一种洁净煤技术,由于具有燃料适应性广、炉内脱硫效率高、NOX排放量低、煤种适应性强、负荷调节比大及其灰渣可综合利用等优点,在国内外得到了越来越广泛的应用,并不断向更大容量和超临界参数方向发展。在锅炉大型化的进程中,存在着一系列问题影响着大型CFB锅炉的发展和应用。随着CFB锅炉容量增加和参数提高,为保证炉膛的温度处于合理水平,必须在主循环回路布置更多的扩展受热面,如外置换热器和屏式受热面等。对于外置换热器的运行特性和传热特性、屏式受热面的传热特性、热力匹配等一系列问题未得到很好的解决,其中的一些问题在已投运的CFB锅炉中仍然存在。本论文的一部分工作主要针对300MWe CFB锅炉的这些扩展受热面展开研究。由于技术保密等原因,在实际运行的大型CFB锅炉上进行的相关测试研究鲜有报道,而且目前国内外还没有公开的可以真正用于工程使用的屏式受热面传热和外置换热器传热的计算方法。本论文的另一部分工作是在实验室的兆瓦级燃烧试验台上进行的,对冷却壳体式外置换热器进行系统的研究。具体的研究内容和研究结果如下：1.根据三台300MWe CFB锅炉现场实测数据,建立屏式受热面烟气侧的传热模型,包括辐射传热模型与对流传热半经验公式。通过该传热模型分析受热面结构尺寸、物料浓度、炉膛温度、工质温度、壁面黑度以及烟气速度等因素对传热系数的影响。结果表明：烟气速度、炉膛温度、壁面黑度对传热系数的影响较大,该传热模型能够合理地反映主要影响因素对CFB锅炉屏式受热面传热的影响。2.在不同负荷与不同的集箱连接方式下,对屏式受热面的水动力特性进行了研究；结合屏式受热面的传热模型及水动力计算结果,得到了屏式受热面不同管子的壁温。利用有限元法对屏式中温过热器最大偏差管的管壁温度进行了计算分析。证明在300MWe CFB锅炉中,屏式中温过热器Z型蒸汽流程优于U型。3.通过300MWe CFB锅炉现场的外置换热器试验结果,研究外置换热器运行特性及传热特性,得到了不同负荷下外置换热器各受热面的传热系数,并建立了灰侧向管壁的传热模型,利用现场实测值对其进行了验证,吻合良好。针对冷却式壳体外置换热器,在兆瓦级燃烧试验台上研究了运行特性与传热特性。4.针对现场大型CFB锅炉,研究受热面工质侧与烟气侧的热力匹配,分析蒸汽参数的变化对于锅炉各级受热面之间的吸热分配的影响规律。