何金桥，陈冬林，肖波

(长沙理工大学 能源与动力工程学院，湖南 长沙，410004)

我国燃煤锅炉用煤通常灰分高，发热量和挥发分低。为提高煤的着火、稳燃和燃烬能力，燃煤锅炉广泛采用了卫燃带技术，但出现了严重的结渣问题[1-2]。煤在燃烧过程中，灰粒子在耐火材料上的结渣是威胁燃烧设备安全运行和降低热力装置经济效率的1个重要因素[3-4]。多年来, 人们从煤灰的熔融特性、熔灰的黏性以及灰的化学组成等方面描述了煤灰的沉积特性,提出了大量的结渣指数和黏污指数, 但这些指数都有其局限性。美国电力研究所(EPRI)对130台容量为300 MW及以上锅炉进行调查发现[5]：没有任何单一指数能够对其结渣和黏污性质进行准确判断。熔融煤灰在卫燃带耐火材料表面上的结渣过程是一个复杂的多相凝聚过程[6-7]，并将尽可能使相互之间结合的自由能降到最小[8-9]，这使得结渣过程中既有凝结成核的晶相，又有无定形的非晶玻璃相存在[10-11]。环境温度的变化是导致煤灰在锅炉受热面和卫燃带上侵蚀结渣的主要原因。温度的变化一方面使得煤灰、卫燃带和受热面材料的热力学状态发生改变[12-14]，另一方面使得相互接触时的物理作用过程发生了较大改变，如：熔融状态的灰渣随着温度的升高，黏性系数减小，流动性增强，对耐火材料具有更好的扩散、渗透作用；但当温度超过煤灰流动温度时，由于扩散和渗透作用加强，成核结晶更为有利，特别是碱性金属氧化物含量较高的煤灰更为有利；……