追記いたします。

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print "a";
exit;
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を

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stream_filter_append($fp, 'convert.eccube_lf2crlf');
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の後ろに持っていった場合でも、同様に「a」が表示されて、ファイルは出力されませんでした。
両方共ちゃんと通っているということかと思います。

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return $fp;
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の後ろに持っていった場合は、文字化けファイルが出力され、「a」は表示されませんでした。

http://php.net/manual/ja/function.stream-filter-append.php
↑をみる限りでは、この関数は入力が適切であればファイルを、不適切であればfalseを返すと記載があったので、この関数に受け渡される値については問題がないということかと認識しています。

PHPのバージョンも再確認いたしましたが、たしかに5.3.3でしたので、stream_filter_appendは動作する環境かと思われます。

stream_filter_appendについて色々と検索してみたのですが、通っているのに動作しないという状況の解決に役立つ情報を見つけることができず…

ご多忙のところ、申し訳ございません。ご教授のほど、よろしくお願いいたします。