煤的粒径分布对流化床锅炉的燃烧特性、运行工况和运行经济性具有重要的影响。煤的热膨胀破碎特性对流化床锅炉中煤的粒径分布具有决定性的作用。挥发分析出是引起颗粒膨胀破碎的主要原因。本文主要研究了煤颗粒在燃烧过程中析挥发分过程对颗粒膨胀破碎的影响,这对研究颗粒在实际流化床锅炉内的破碎情况有着重要的意义。本文主要利用静态热机械分析仪和高温显微镜对型煤和原煤进行实验研究。通过静态热机械分析仪可以了解在有保护气的条件下,煤颗粒在挥发分析出的过程中颗粒的膨胀特性。通过高温显微镜可以观察颗粒在燃烧过程中膨胀直到破碎的整个过程。同时利用场发射扫描电子显微镜对析挥过程中颗粒的微观结构进行观察和通过背散射电子能谱测定微区组分进行观察,确定析挥过程中微观形貌的改变。研究结果表明煤颗粒在燃烧过程中其热膨胀破碎主要发生在挥发分析出阶段,挥发分析出的温度主要在400℃到600℃之间。对于不同的煤颗粒来说,挥发分析出的阶段是颗粒最容易发生破碎的阶段,含高挥发分的煤样在实际的燃烧破碎中更容易发生膨胀破碎。在燃烧过程中,煤颗粒的破碎首先是细小颗粒的剥落引起微小的裂纹,而后裂纹扩展形成较大的裂纹发生破碎。利用热膨胀系数的计算和应力分析计算,可以定量分析一种煤样在析挥过程中破碎的难易程度。通过自制旋转炉的实验对利用静态热机械分析仪和高温显微镜得到的实验结果进行验证,表明利用上述两种实验手段得到的结果与在炉内燃烧时颗粒破碎难易程度的结果是一致的。这为流化床电厂锅炉的设计和煤样的选择提供了分析依据。