近年来,随着节能减排和环保压力的增大,循环流化床锅炉的工程应用规模加大,煤粉锅炉亦朝着大容量高参数化发展,四分仓空预器得到了快速的发展和应用,得益于其低漏风率、大热容和高可靠性等优势。同时,随着排烟余热利用技术的发展,第二代技术即高低能级耦合余热回收系统即将进入工程应用。而空预器不仅是锅炉系统的尾部换热设备,更是第二代余热利用系统的核心设备。相对于二分仓和三分仓空预器,四分仓空预器的结构和传热机制更加复杂,国内有关四分仓空预器的研究和资料十分有限,这与其广泛的工程应用背景不相符。本文基于四分仓空预器的运行方式和传热特点分析,建立了先合仓再分仓的热力计算模型。模型包含合仓和分仓两步计算,通过合仓计算获得平均出口烟温和有加权的平均出口风温；利用合仓计算结果进行分仓计算,获得左二次风仓、一次风仓和右二次风仓的平均出口风温。结果表明,计算值与设计值的最大相对偏差为2.27%,最小相对偏差为0.21%。基于Visual Basic语言编制具有友好人机交互界面的四分仓空预器热力计算程序,以某300MW循环流化床锅炉机组的四分仓空气预热器为实例,在4个常用工况下,计算值与实际运行数据的最大相对偏差为4%,平均相对偏差为1.8%,验证了此计算方法的准确性和可靠性。本文基于CFD软件,对作旋转运动的金属受热面的温度参数化,将其定义为用户自定义标量,并构建标量方程,建立了四分仓空预器传热三维数值计算模型。模拟得到了三维烟风温度场和密度场、受热面温度场、流体与受热面的温差场和单位体积传热量分布。模拟结果表明：(1)受热面板型和板材的不同是造成热段与冷段受热面传热性能差异的主要原因；(2)流体在热冷段的温度水平不同,造成体积流量不同,使得流体冲刷热冷段的速度不同,这是造成热冷段传热性能差异的结构原因；(3)因为冷段采用了耐腐蚀受热面材料,通常低温腐蚀发生的区域位于离开右二次风仓进入烟气仓且与冷段相邻处的热段受热面,控制此外受热面温度,使其高于酸露点,即可有效减少或防止空预器的低温腐蚀。最后,以四分仓空预器为核心,编制了高低能级耦合余热回收系统的热力性能计算程序,探讨了四分仓空预器在高低能级耦合余热回收系统的动态特性。提出了确定关键参数法的高低能级耦合余热回收系统的自适应调节机制,该调节机制能够满足机组的变工况运行下系统的四分仓空预器和低低温省煤器等设备的热力性能需求。