何金桥, 鄢晓忠, 陈冬林

(长沙理工大学能源与动力工程学院,中国长沙 410076)

煤粉的燃烧先后经历预热、挥发分的析出和燃烧、焦炭颗粒的着火燃烧和燃尽等几个阶段.焦炭颗粒的燃烧反应是一个气固接触反应[1].由于炉内空气动力工况,尤其是风粉混合不合理,煤粉气流中处于不同燃烧阶段的熔融焦炭颗粒就很容易碰撞到锅炉炉膛耐火板和受热面上,其中的固定碳继续燃烧,而矿物成分则沉积在炉壁上,形成结渣和积灰[1-2].煤粉气流在炉内燃烧时的温度变化,不仅具有较大的变化梯度,而且火焰中心处温度高达1600℃以上,因此煤灰中的一些矿物成分可能转化为气态,一些可能以熔融的液态出现[1,3-5];而且煤中矿物成分的变化也受升温速度的影响,加之煤的粒度不均和风粉混合的不均匀,使得矿物相的成分变化更加复杂[6-7].我国锅炉用煤通常灰分高、热值和挥发分低.为提高此类煤的着火、稳燃和燃尽能力,锅炉相应地采用了卫燃带技术,但却出现了严重的结渣问题[8-9].熔融煤灰在卫燃带上的结渣性能与耐火材料性质密切相关,即与其表面的黏结性能、微观结构特征以及残余应力状态有密切关系,因此煤灰在耐火板上结渣黏结时,既有机械结合,又有分子间作用下的扩散渗透结合及物理化学作用下的冶金结合[10-11].在炉内温度条件下,灰粒在耐火板上的结渣过程是一个复杂的多相凝聚过程[12-13],并尽可能使相互之间结合的自由能……