热解是煤燃烧过程的第一个阶段，煤热解过程形成的颗粒孔隙结构决定了焦炭的反应表面积与气体在颗粒内的传质速率，影响整个燃烧过程。但目前对煤热解过程颗粒孔隙结构演变的研究还十分有限，加热条件对颗粒孔隙结构的影响机理仍不清晰。多数关于孔隙结构演变模型仅是经验关联式，缺乏理论依据，不具通用性，无法合理解释孔隙结构随挥发分生成而变化的某些规律。本文针对煤热解过程固相与塑性阶段的不同特性，根据热解过程煤的聚合物网络结构变化情况，并考虑颗粒内压力对热解反应与颗粒结构变化的影响，建立了适用于多种塑性与非塑性煤，具一定通用性的描述快速热解过程煤颗粒孔隙结构演变的模型，并在此基础上分析了加热条件与煤种特性等因素对热解过程颗粒孔隙结构与内压力演变的影响机理，主要工作如下:　　(1)基于CPD模型，提出由煤聚合物网络结构变化计算颗粒宏观孔隙结构演变的方法，建立了键桥、侧链断裂数量与颗粒内挥发分遗留空位、单层吸附孔隙数量间的关联关系，并由此计算非塑性煤热解过程颗粒孔隙率与内表面积的演变。在1200 K以下的加热环境温度下，模型的计算结果与实验吻合较好。褐煤在挥发分生成量达到30％之前颗粒内表面积保持不变，当达到30％之后迅速增长，本文采用热解过程煤内吸附孔数量的变化定量分析了该趋势。通过对不同工况下计算结果的比较，本文分析了加热条件对非塑性煤热解过程孔隙结构演变的影响;最高颗粒温度对非塑性煤热解过程颗粒孔隙结构的影响较大，孔隙率与内表面积随最高颗粒温度的增加而增大;加热速率与颗粒周围气体的压力（下文称环境压力）影响较小。　　(2)在固相颗粒孔隙结构演变模型的基础上，考虑气体分子在孔壁的滑移运动，本文模拟了非塑性煤热解过程颗粒内压力的演变，分析了加热条件对内压力演变的影响。内压力的最大值随加热速率的增加而增大，但作用时间随加热速率的增加而减小;内压力随环境压力的增加而增大，但颗粒内外压差随环境压力的增大而减小。本文使用颗粒内压力作为CPD模型的压力输入条件，修正了传统模型中忽略内外压差的假设，从而在计算中考虑了内压力及传质阻力对热解反应的影响。经比较发现，在较低的加热速率下(5×105K/s以下)忽略颗粒内外压差对反应速率的影响是合理的，但在较高的加热速率下（5×105K/s以上）需要考虑内压力作用。　　(3)采用非塑性煤热解过程颗粒内压力演变的计算方法，计算塑性煤热解过程塑性前阶段颗粒内压力的演变;利用塑性前阶段结束时（即塑性变形开始时）颗粒内的压力分布计算塑性阶段颗粒内气泡的初始大小与数量，并提出气泡在颗粒内的初始分布是很多的小气泡围绕一个中心大气泡，解决了多气泡模型中气泡初始大小、数量与分布设定缺乏理论依据的问题。此外，考虑了塑性阶段四周气泡与中心气泡的融合，建立了塑性煤热解过程颗粒膨胀率的计算模型。本文计算了8种高挥发分烟煤在不同的加热条件下的膨胀过程，计算结果与实验吻合较好。与之前的多气泡模型相比较，本文模型更具有理论基础，具有煤种与加热条件的通用性。　　(4)本文塑性煤热解过程颗粒膨胀模型计算的颗粒膨胀率随加热速率、环境压力与加热环境温度等参数的变化趋势与相关实验测试到的规律相吻合。本文模型模拟出了热解过程颗粒膨胀率随加热速率的增加而先增大后减小的趋势，这是被大量实验所验证，但之前描述煤热解过程塑性变形的模型无法从机理上定量模拟的规律，出现这一趋势的主要原因是塑性阶段颗粒内气泡的初始数量随加热速率增加而先增大后减小。加热环境温度对塑性膨胀有独立于加热速率的影响:在较低的加热环境温度下，塑性阶段气泡初始数量随加热环境温度的增加而先增加之后保持不变，气泡破裂频率随加热环境温度的增加而增大，这使得颗粒膨胀率随加热环境温度的增加而先增大后减小;在较高的加热环境温度下，气泡初始数量与破裂频率以及颗粒粘度等参数不随加热环境温度的增加而改变，这使得颗粒膨胀率随加热环境温度增加的变化较小。在较大的最高颗粒温度下，热解过程颗粒膨胀率随环境压力的增加先增大后减小，在较小的最高颗粒温度下，热解过程颗粒膨胀率随环境压力的增加而减小，这是因为环境压力的增加有利于减小气泡的破裂频率从而增加膨胀率，但过大的环境压力会抵消颗粒内压力从而遏制颗粒的膨胀。