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循环流化床锅炉是一种比较成熟的洁净煤燃烧技术,适合我国国情,在我国得到大力发展。但是在运行中出现诸多问题,如结焦、积灰和飞灰含碳量偏高等,均与运行参数有密切关系。作者以某电厂480t/h循环流化床锅炉为研究对象,针对锅炉运行中存在的问题进行了燃烧调整试验,并研究了飞灰含碳量的分布特性。本文采用压汞仪和扫描电镜分别对不同工况下入炉煤、飞灰和灰渣进行实验研究,并引入分形理论进行分析。在此基础上,提出了循环流化床锅炉运行参数与飞灰和灰渣分形维数的关系式。通过对480t/h循环流化床锅炉进行的燃烧调整获得了不同负荷下的最佳运行工况,并得出运行参数与飞灰含碳量的关系。结果表明,增加氧量和降低一次风量可以降低飞灰含碳量,风室压力的选择与氧量和一次风量有较大联系,高风压适合低一次风和低氧量运行。飞灰含碳量随着粒径的变化具有峰值特性,粒径为37μm区飞灰含碳量达到峰值,含碳量大于10%,且份额大约占50%,而4878μm低含碳区飞灰含碳量低于7%。因此峰值区飞灰是造成机械未完全燃烧热损失的主要因素。压汞实验结果分析表明：飞灰的平均孔隙率(峰值区50.461%、低含碳区34.100%)、比体积(峰值区688.333mm3/g、低含碳区410.400mm3/g)、比表面积(峰值区3.082m2/g、低含碳区2.580m2/g)明显高于煤的平均孔隙率(7.208%)、比体积(71.467mm3/g)、比表面积(0.576m2/g)和灰渣的平均孔隙率(14.277%)、比体积(90.920mm3/g)、比表面积(0.881m2/g)。灰渣由于没有微孔,其平均孔径(9432.196nm)明显较煤(870.654nm)和飞灰(峰值区2037.189nm、低含碳区2079.635nm)大。煤、飞灰和灰渣具有很好的分形特性,灰渣的分形维数(平均值2.861)普遍比煤(平均值2.527)和飞灰(峰值区2.227、低含碳区2.694)的大,低含碳区飞灰的平均分形维数较峰值区平均分形维数大。对于飞灰而言,在炉内停留时间越长,分形维数越大。采用SEM图像对峰值区和低含碳区的微观形貌进行了分析,前者飞灰可以分为致密实心体和具有少量孔隙的椎体,后者的飞灰可以分为蜂窝状体、旋涡体和孔隙较大且具有塑形痕迹的不规则体结构。作者应用Hausdorff方法对飞灰扫描电镜(SEM)图像进行表面分形维数计算。结果表明,飞灰的SEM图像具有很好的表面分形特征,与基于压汞实验的飞灰分形维数较为一致。本文在综合考虑一次风量、氧量、床温、风室压力影响的基础上,提出了分形维数分别与飞灰含碳量和灰渣含碳量之间的关系式。