宽筛分的灰颗粒进入循环流化床后，由于系统对不同粒度颗粒的保存能力不同，达到物料平衡后，循环流化床内的物料粒度分布必然会在系统保存效率最高点形成峰值，见图3中的曲线。因此燃煤循环流化床即使燃料带入的灰颗粒是宽筛分的，但循环系统平衡累计的结果必然是床内物料趋于某个粒径。当此粒径的物料存量达到某些特定的程度，气流对此粒径的夹带达到饱和，则循环流化床燃烧室上部区域就进入了以颗粒团聚为特征的快速床状态，而不再是鼓泡床上部的扬析夹带。
循环流化床锅炉上部的快速床状态存在多态性，见图4，同一流化风速下的快速床，床存量不同，物料浓度分布不同，即快速床状态不同。所以，即使床料平均粒度相同，快速床也具备多态性。
按照上述概念，可以建立循环流化床物料平衡模型，以此可以预测锅炉的物料循环系统的性能和物料浓度分布。例如，采用实验室煤成灰磨耗实验及物料平衡模型，对某250MW循环流化床物料浓度分布进行预测，模型计算结果与现场测试的结果完全一致，见图5。
在循环流化床煤燃烧理论基础研究方面，国外研究者把目光主要集中于单个煤颗粒在循环流化床状态下的燃烧行为研究上。而循环流化床锅炉的设计者则更关心给煤流进入循环流化床燃烧室时的燃烧热量释放规律。为此清华大学提出了燃烧份额沿高度一维分配的概念和测试方法，理论研究与现场测定找到了燃料性质和粒度对燃烧份额分配的影响，如图6所示，而这个结果提供了循环流化床给煤粒度级配的理论依照和一二次风比的设计依据。
循环流化床锅炉中，物料循环对于燃烧行为在微观上存在影响。循环流化床燃烧室密相区由于物料平衡的作用使平均粒度下降，使得密相区在富氧条件下仍然属于欠氧燃烧，大幅度的降低了密相区燃烧份额，见图7a)。这个发现纠正了国际上对循环流化床密相区燃烧份额的计算错误，成为设计锅炉一二次风配比的理想根据。
与此同时，发现了循环流化床锅炉由于二次风穿透不足造成燃烧室中心区欠氧现象，见图7b)，找到二次风动量设计依据。
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