水煤浆流化-悬浮燃烧技术是一种集流化床燃烧与水煤浆悬浮燃烧为一体的新型复合燃烧技术。本文较为系统、深入地研究了水煤浆流化-悬浮燃烧机理与核心技术，并在此基础上研究开发出新型水煤浆流化-悬浮高效洁净燃烧锅炉。本文的主要研究成果为：　　在4个不同升温速率下对水煤浆进行TG-DTA热解实验，确定了其热解特性参数，发现水煤浆的失水很快，在空气中就开始散失，在大约110℃～180℃时水煤浆中的游离水、外在水以及内在水已基本析出完毕，失重约为21％～25%，当温度达到380℃～430℃左右时，水煤浆中的挥发分开始析出，之间是一个平台。并且升温速率越大，各曲线所对应的失水结束时的温度和挥发分开始析出的温度都稍有提高，热解特性趋好，放热更集中。在380～600℃范围内用FG-DVC模型求解水煤浆热解的动力学参数，其活化能随升温速率的升高而减小，用一级反应模拟水煤浆的热解比较适合。采用居里点裂解仪在中速升温速率下对水煤浆和原煤粉的热解对比表明，水煤浆热解的活化能比原煤粉大。在4个不同升温速率下对水煤浆燃烧的热重分析表明，水煤浆的燃烧曲线的第一阶段为脱水阶段，燃烧阶段包含挥发分迅速析出并燃烧和固定碳的燃烧两个连续的过程。且水煤浆集中在320℃～580℃温度范围内迅速燃烧完全，适合于低温燃烧。总的来说，升温速率越高，各特性温度相应的有所增加，水煤浆在低温段和高温段的动力学特征参数都表现出失重增加和活化能降低的特点，且着火点随升温速率增大而增大。　　利用流化床试验台系统研究水煤浆在异密度流化床内的燃烧过程。用灰色关联分析研究燃烧后残留固定碳与投入固定碳的比值表明，床料高度的影响最小，流化数在前期和后期最大，床温的影响在中期最大，且燃烧过程为逐层剥落式燃烧。用扫描电镜观察取出浆球的形态时发现水煤浆球在进入流化床炉膛的瞬间就发生爆裂和破碎，浆球的蜂窝状结构很明显，并且表层比内层结构致密。在控制浆球质量大致相等的情况下，研究三种粒径浆球在炉膛内的停留时间及破碎的试验结果表明，三者的体积减小规律可用指数函数来表示，且比较体积和质量的减小速率可知，大球减小最慢，小球次之，中球最快。大颗粒浆球比小颗粒浆球更易于发生爆裂。中球在135s、小球在150s和大球在180s时已基本燃尽飞出炉膛。在对水煤浆用异密度流化床试验台进行燃烧试验的结果表明，水煤浆稳定燃烧时，床料内灰量很少，实际运行时无需排渣。密相区的沸下、沸中和沸上温度都呈中间高，边壁低的分布规律。稀相区的靠近中心处温度也比内壁处高。水煤浆在试验台燃烧时内壁处的NO浓度较低，为189～213μL/L，靠近中心处较高，为168～443μL/L，且主要集中在427～443μL/L。NO2浓度差别不大，均不超过7μL/L。　　用德国生产的LEIAZ-ⅡA型高温热显微镜研究石英砂的热形态变化，其结果表明，纯度直接影响石英砂的熔融特性，纯度高，则相应的熔融特性温度值高。高纯度石英砂（试样Ⅰ）在升温过程（室温～1600℃）中存在三个相对独立的特征温度区间：缓慢膨胀区（室温～870℃）、膨胀停滞区(1000～1350℃)和快速膨胀区(1400～1550℃)，三个膨胀区与SiO2的多晶型转变温度存在对应关系。SEM照片显示，当终端加热温度进入快速膨胀区后，快速膨胀导致石英砂内部结构疏松，充满了大量的微细裂纹，试样的强度和硬度迅速降低，极易破碎。选取不同颗粒粒度的石英砂在用天然硅砂作床料的热态流化床内进行正交试验的结果表明，破碎是在颗粒表面进行的，破碎的主要动力是温度梯度引起的在颗粒表面产生的压应力，产生大量的细颗粒，容易因扬析和夹带而飞出密相区造成床料的损失。由热应力导致的破碎主要与颗粒初始粒径、炉膛温度有关，Sf随颗粒初始尺寸的增大、床温的升高而增大。床温低于650℃时Sf随颗粒直径的变化曲线比较平坦，即颗粒初始直径对Sf的影响不明显，且Sf小于2，表明颗粒在此床温下基本不发生破碎现象。建立了基于石英砂热破碎的GM(1,3)灰色预测模型，验证了其合理性并利用该模型对各种床温条件下的dlj进行的预测结果表明：dlj随床温的升高而减小，床温为650℃、750℃、850℃、910℃时的dlj分别为3.9451，2.43，1.0129，0.2025mm。运行参数对石英砂床料磨损的影响的排序为：原始颗粒平均直径>床温>流化数>床料高度。　　利用自编的程序对组合式旋涡分离器三个无因次结构因子进行三水平数值试验，综合考虑分离器压降和分离效率的影响，得到内外筒径比为0.4、外筒径宽比为3、内筒挡板宽与外筒宽比为0.39时的结构是本数值试验最优结构。对一组分离器的试验阻力进行模拟，所得结果基本吻合，说明组合式旋涡分离器阻力小，在冷态运行时仅为100～180Pa。而且阻力随着入口气流速度的增大而增大。　　研究开发出新型QXFS14-1.0/115/70-SM水煤浆流化－悬浮燃烧锅炉，锅炉的运行结果表明，新型锅炉燃烧效率99.5%、锅炉效率89.957%、NOx的排放浓度为434.6mg/m3、SO2的排放浓度为594.88mg/m3。锅炉具有负荷调节特性好、水煤浆品质适应性好、运行稳定、操作简单、运行维护方便等优点，具有先进的经济技术与环保指标。并成功地将一台75t/h燃油锅炉改造成60t/h水煤浆流化－悬浮燃烧锅炉。