毕业论文-锅炉结渣

毕业论文-锅炉结渣第一章绪论燃用化石矿物燃料的锅炉受热面，或多或少都会遭受到烟气流中固体质点和酸性与有害气体的污染。燃煤锅炉的炉膛结渣（亦称结焦），对流受热面的积灰与低温腐蚀是屡见不鲜的。结渣属于粘结性灰污，其带来的危害性通常要比松散性灰污严重得多。当锅炉发生结渣当锅炉发生结渣时，由于灰污具有比金属壁大得多的热阻，因而降低了传热效果，增加了锅炉排烟损失，使锅炉效率降低，且增加了通风电耗。同时，由于结渣且有局部性，因而影响到受热面内部汽水正常工作。严重的结渣将堵塞烟气通道及炉膛排渣口和使汽水管过热爆管，破坏设备连续运行。大的渣块掉下，则可能砸坏冷灰斗。结渣也加剧了金属的腐蚀。为清除结渣有时不得不停炉.为防止结渣，也迫使一些锅炉长期在低负荷下运行。因此，结渣严重影响锅炉的可用率、出力及安全性。带来巨大的经济损失。本文对结渣进行理论和实践研究，对电站锅炉的安全经济运行具有重要意义。一结渣的危害性锅炉结渣不但增加了锅炉受热面的传热阻力，使受热面传热恶化、煤耗增加、降低锅炉的热经济性，还可能造成烟气通道的堵塞，影响了锅炉的安全运行，严重时会发生设备损坏、人身伤害事故。锅炉结渣即锅炉结焦，对锅炉运行危害严重：（一）结渣会降低炉内受热面的传热能力。灰污在受热面沉积后从烟气侧到汽水侧的传热过程中，沉积物的导热系数较其他环节介质小得多（见表1）。图1表明：当受热面积有3mm疏松灰或10mm熔融渣时，就可造成炉膛传热下降40%，相应的炉膛出口烟温升高近300°C。而锅炉运行中的实测也表明，当炉膛积灰厚度由1mm增至2mm时，传热减少28%。由于其导热系数很低，热阻很大，一般玷污数小时水后水冷壁的传热能力会降低30%〜60%使得炉内火焰温度后移，炉膛出口烟温相应提高，会使省煤器各空气预热器堵塞，传热恶化，从而提高排烟温度，降低锅炉运行经济性。表1图1灰沉积对炉膛传热和出口烟温的影响A1、A2——疏松灰沉积B1、B2——熔融渣（二） 在传热作用减弱的情况下，为了维持同样蒸发量，就需要消耗更多的燃料。以提高燃烧室内各部位的烟气温度，这时必须相应增加通风量，使送引风机负荷增高，厂用电增大。由于通风设备容量有限，加之结渣情况下容易发生烟气通道的局部堵塞，可能因引风量不足，燃烧室内产生正压，甚至限制锅炉出力，（三） 由于炉膛出口烟温提高，导致过热汽温度过高，这不仅危害过热器，还会引发汽轮机的事故。另外，还能使飞灰易粘结在对流和屏式过热器上，引起过热器的玷污和腐蚀。（四） 由于总的传热阻力增大，会使锅炉可能无法维持在满负荷下运行，只好增加投煤量，引起炉膛出口烟温进一步的提高，使灰渣更容易粘在受热面上，形成恶性循环，导致发生一系列锅炉恶性事故，如过热器，省煤器管束堵灰，爆裂，空气预热器大量漏风，出渣系统堵死。烟温升高还会导致蒸汽过热汽温偏高，使金属管子处于超温运行状态。（五） 在高温作用下，粘结在水冷壁或高温过热器上的灰渣会与管壁发生复杂的化学反应，形成高温腐蚀。发生高温腐蚀时水冷壁管平均腐蚀量达0.8〜2.6mm/如燃用高硫煤时，腐蚀区受火焰的直接冲刷，其腐蚀速度可达5mm/a以上，运行不当时，经常会发生爆管停炉。因此，锅炉结渣灰污可看作是高温腐蚀的前兆。（六） 燃烧室上部结渣掉落时，可能砸坏冷灰斗水冷壁管。结渣严重时，下部冷灰斗处因上部渣块掉下和壁面直接结渣而堆积大量硬质焦渣，阻碍了落灰的排除，会使冷灰斗出口逐渐堵塞。以致不能维持运行。（七） 喷燃器出口处，可能因结渣而影响煤粉气流的正常喷射，甚至喷口被焦渣堵住或因焦渣影响引起气流偏移，形成局部高温，烧坏喷燃器，（八） 结渣以后，为了维持锅炉出力，增加入炉燃料量而通风不足时，燃烧不易完全，一些可燃物可能被带到对流受热面，在烟道角落堆积起来维持燃烧，发生烟道再燃烧现象，这时在燃烧部位的受热面表面温度急剧升高，会造成破坏性的后果。（九） 由于积灰，结渣腐蚀及磨损而造成经济损失这可纳如下：2要经常停炉检查；因少发电量带来了很大的损失，3只能低负荷运行，如某台200MW锅炉燃用灰熔点低的煤（T1=1140），结渣严重时只能在40%负荷下运行，还经常被迫停炉4要增加大量的检修费用，如清渣，更换炉管等所需的费用。据国外估计，美国每年因锅炉受热面玷污，结渣而带来的各种经济损失总和达20〜100亿美元。电站锅炉结渣是客观存在、不可避免的，从现有大机组生产运行情况看,有相当数量的机组为不同程度的结渣问题所困扰。这一方面是由于锅炉结渣的客观规律性所决定的，在另一方面还受我国在现阶段燃煤情况影响。在现阶段，由于煤电供需矛盾的存在，电站锅炉燃煤不能长期保持稳定，煤质多变；另外我国电站锅炉燃用煤质较差，约有半数在不同程度上属于易结渣类型。这两个客观存在的情况就加剧了电站锅炉的结渣现状。结渣一旦发生，将严重影响锅炉运行的安全性和经济性。我国多数主要动力煤产区都富藏灰熔融温度很低的煤种，因此电站锅炉结渣、积灰是个长期存在的问题。对于采用常规煤粉燃烧方式的锅炉来说，炉膛结渣将一直是设计和运行中需要认真对待的问题。从理论上对锅炉结渣、积灰的原理进行分析、探讨，掌握锅炉结渣的规律，从生产实践上采取合理的措施防止锅炉结渣、积灰，防止锅炉掉大焦就具有长期的、现实的意义。二本课题国内外研究现状及结渣的诊断与监控现状受热面结渣是一极为复杂的理化过程，影响因素很多，不仅牵扯到煤中矿物结构、组成等，还与矿物质在炉内加热过程中的理化变化以及在炉内的运动和炉内气氛等有关。国外虽研究多年，但至今尚未能达到准确的科学性，依据仍然是经验。国内近几年在一些单位开展的研究，还不能满足锅炉设计人员和运行人员的迫切需要。因此，为了进一步向锅炉设计、运行和添加剂等方面提供选用的认识，消除或减轻受热面结渣，提高锅炉可用率、经济性和安全性，节约能源，加强受热面结渣机理的研究是很有必要和很有现实意义的。综合分析国内外关于炉内结渣的研究工作，大致分3个研究方向。即燃料特性、锅炉结构和运行方式，同一个煤种在不同形式的锅炉上结渣程度是有差别的。设计锅炉时炉膛容积热负荷、截面热负荷与燃烧器区域热负荷等参数选取不当，即使灰熔点高的煤种也会引起结渣。锅炉运行方式对结渣影响也很大，对四角切园燃烧方式来说，各角配风不均匀也会对锅炉结渣造成很大的影响。经常出现在同一电厂燃用相同的煤种，同型的两台锅炉的结渣程度不同，其主要原因很可能是运行方式有差别。以上三者相互影响，使结渣问题复杂化，而三者中，对燃料特性的研究又是锅炉设计和运行的主要依据，因此，对燃料结渣特性的研究受到许多重视。对易结渣煤质的判别，一直受到许多学者的关注，并提出了许多的判别指数和判别方法。从大的方面来分，主要分为灰熔点型结渣指数法、灰成分型结渣指数法、灰粘度型结渣指数法、特种方法和综合判别方法。在锅炉运行中，如何准确监测炉内结渣积灰的程度和发展趋势，并根据积灰结渣的状况和运行需要，及时有效地采取吹灰清渣措施，即维持受热面的正常状况，又节约吹灰介质和降低烟尘排放显得十分重要。因此，为大型电厂锅炉研究和开发基于在线监测参数、直接或间接地诊断炉内积灰结渣的在线监测诊断技术，指导优化清渣吹灰是十分必要的。近年来一些工业发达国家十分重视燃煤电厂锅炉结渣积灰在线监测和优化吹灰技术的开发与应用，已经在某些大型燃煤电厂锅炉上进行了示范实施，取得提高锅炉安全经济运行的效果。这些系统从功能上大致可以分为两类，一类针对炉膛水冷壁的灰污监测，另一类针对对流和半流受热面的灰污监测。前者大多需要安装额外的测量仪表，测量水冷壁接受的辐射热流等信号。后者大多依赖锅炉原有的数据采集系统提供必要的测量信息，通过数学模型的计算确定受热面的灰污状态。加拿大滑铁卢大学开发了专门针对炉膛结渣的监测系统。该系统在炉膛水冷壁的易结渣部位安装了圆盘式热流计，这些热流计分为两类:一类是清洁热流计，另一类是灰污热流计。清洁热流计装有压缩空气吹扫装置，保持热流计表面没有灰污沉积，用来测量锅炉受热面能够接受到的火焰辐射热流。灰污热流汁和水冷壁一样遭到沾污，用来测量锅炉受热面实际吸收的热流。灰污热流计的输出信号取决于两个因素的作用，一个是炉膛火焰的辐射热流，另一个是热流计表面的灰污沉积。前者随着锅炉负荷、燃烧器摆角、烟气再循环量、过量空气系数等运行参数的调整而变化。清洁热流计的信号，为过滤掉这些与灰污沉积无关的变化，提供了一个参考值，通过比较脏热流计和清洁热流汁的信号，可以判断出水冷壁的灰污程度。三本文所做的工作本文主要从燃料特性方面，研究了结渣机理，包括煤中矿物质在加热过程中的理化特性、灰熔融特性、灰成分对结渣的影响、结渣形成的过程和锅炉结构，温度场、速度场和运行对结渣的影响。主要从机理上对结渣进行研究，论述判断结渣的方法及防止结渣的方法，最后对实际煤种进行预测。第二章结渣机理探讨锅炉结渣是个很复杂的物理化学过程，它涉及煤的燃烧、炉内传热、传质、煤的潜在结渣倾向、煤灰粒子在炉内运动以及煤灰与管壁间的粘附等复杂过程，至今还没有能定量描述结渣过程的数学模型。根据研究结果,可以从下面一些过程来探讨结渣机理。一煤灰在燃烧过程中形态变化受热面的结渣和积灰，主要是燃烧时煤中矿物成份发生作用的结果，三种灰分在煤中的存在形态不同,在燃烧过程中的形态变化也不同：（二） 对于离散分布在煤中的次生灰分，在煤粒燃烧过程中，随着碳的消耗,离散的灰粒发生积聚（核缩过程）。或者，碳燃烧时发生破裂，灰粒也跟着破碎，形成不同尺寸的灰粒。（三） 对于外在灰分，有些灰粒在燃烧过程中熔化，粘接在一起形成较大的灰粒，而有些灰粒随着碳粒在熔化过程中的爆破,形成尺寸较小的残留飞灰。由于飞灰在炉内的生成机理不同,使得飞灰颗粒尺寸呈双峰形分布，第一个峰值在1mm左右,第二个峰值位于10mm〜12mm。第一个峰值是由于挥发性灰的冷凝。第二个峰值是灰分积聚和碎裂后的残留飞灰。在绝大多数情况下，残留飞灰的尺寸上限为单个煤颗粒的尺寸，尺寸下限为煤颗粒中单个灰粒的尺寸。煤粉燃烧时，在高温受热面上形成污染和结渣的基本过程可分为两个阶段。开始在管子上形成第一层灰（原生层），但是随着其厚度的增加，其外表面温度不断升高，逐渐接近于当地的烟气温度，若此烟气温度高到使灰处于熔化状态，则在第一层灰上面形成增长速度很快的梳状沉积物（第二层灰），也就开始了结渣］。形成第二层灰渣后，因渣层中发生物理化学变化致使灰层的强度不断增加。其中，第一层灰的形成与灰的组成有关，即和黄铁矿分解的产物、碱性化合物、钙的化合物、磷的化合物等有关，第一层灰中也有SiO2，它在炉膛高温条件下也能升华。此外，所有能促进形成疏松灰的因素也能影响第一层灰的形成。高度弥散粒子的表面活性也能使非常细的灰粒沉积在管子表面而形成第一层灰层。二灰粒向水冷壁的输运过程灰颗粒向水冷壁面输运是结渣的重要环节。灰颗粒的输运机理主要有三类：第一类为挥发性灰的气相扩散；第二类为热迁移；第三类为惯性迁移（见图2）。对于尺寸小于1um颗粒和气相灰分，费克扩散、小粒子的布朗扩散和湍流旋涡扩散是重要的输运机理。对于小于10um的颗粒，热迁移是一种重要的输运机理。热迁移是由于炉内温度梯度的存在而使小粒子从高温区向低温区运动。研究表明热迁移是造成灰分沉积的重要因素之一。对于大于10um的灰粒，惯性力是造成灰粒向水冷壁面输运的重要因素。当含灰气流转向时，具有较大惯性动量的灰粒离开气流而撞击到水冷壁面。灰粒撞击水冷壁面的概率取决于灰粒的惯性动量、灰粒所受阻力、灰粒在气流中的位置以及气流速度。在典型的煤粉锅炉中，气流速为10m/~25m/时,直径为5um~10um灰粒就有脱离气流冲击水冷壁面的可能性。图2三灰渣在管壁上的粘接和结聚长大由于灰粒的形成机理及输运机理不同，灰渣在管壁上沉积存在两个不同的过程：一个为初始沉积层的形成过程，初始沉积层为厚度0.2mm〜0.5mm的化学活性高的薄灰层，它是由尺寸小于5um的灰颗粒所组成。对于具有潜在结渣倾向的煤，初始沉积层主要是由挥发性灰组分在水冷壁上冷凝而形成。对于潜在结渣倾向小的煤，初始沉积层由挥发性灰组分的冷凝和微小颗粒的热迁移沉积共同作用而形成。初始沉积层中碱金属类和碱土金属类硫酸盐含量较高，这些微小的颗粒由范德瓦尔力和静电力保持在管壁上，并与管壁金属反应生成低熔点化合物,强化了微小颗粒与壁面的连接。初始沉积层具有良好的绝热性能，它的形成使管壁外表面温度升高。另一个沉积过程为较大灰粒在惯性力作用下冲击到管壁的初始沉积层上，当初始沉积层具有粘性时，它捕获惯性力输运的的灰颗粒，并使渣层厚度迅速增加。由于初始沉积层主要是由挥发分灰组分的冷凝及微小颗粒的热迁移而引起，因而从工程角度考虑,很难防止初始沉积层的形成，不过好在初始沉积层的厚度较薄。它并不会对锅炉的安全运行构成威胁。造成炉内结渣迅速增加，并对锅炉安全运行构成威胁的主要因素是惯性沉积。由惯性输送的灰粒在初始沉积层上的粘接除与初始层的性质有关外，还与撞击灰粒的温度水平有关，当撞击灰粒的温度很高，呈溶融状液态时，很容易发生粘接，使结渣过程加剧。认为在水冷壁壁面的灰层处于熔化状态或者炉内飞灰在迁移到水冷壁面时本身处于熔化状态时，水冷壁发生结渣。根据对结渣机理的分析，可以将结渣过程用更为简洁的方框图3表示。图3第三章控制炉内结渣过程的主要因素根据结渣机理，控制炉内结渣过程的主要因素,可以概括为:一煤的潜在结渣性1炉内矿物成份结渣过程受热面的结渣，主要是煤粉燃烧时煤中矿物成份发生作用的结果。煤粉燃烧时，在高温受热面上形成结渣过程基本上分二个阶段。开始在管子上形成第一层灰（原生灰），但是随着其厚度的增加，其外表面的温度增加，其表面温度不断升高，逐渐接近于当地的烟气温度。若此烟气温度高到使灰处于熔化状态，则在第一层灰上形成增长速度很快的梳状沉积物（第二层灰），也就是开始了结渣过程。形成第二层灰渣后因渣层中发生物理化学的变化致使灰层的强度增加。开始形成的第一层灰和灰的组成有关，即和黄铁矿分解的产物、碱性化合物、钙的化合物、磷的化合物等有关，第一层灰中也有io2,它在炉膛高温下也能升化。此外，所有能促进形成疏松灰的因素也能影响第一层灰的形成。高度弥散粒子表面活性也能使非常细的灰粒沉积在管子表面而形成第一层灰层。飞灰中的大小灰粒占的比例对小灰粒沉积在受热面上有很大的影响，通常烟气在锅炉烟道中流动时，小于30um的灰粒主要都沉积在管子表面上，而更大的灰粒则起磨蚀作用。煤中含有较多的碱性物质的灰，则极易发生结渣问题。在800—1000°C时，许多含钠的成份能和硅酸盐发生反应。因此含钠的成份会参与煤矿物成份的玻璃化过程，在加热时生成易熔的共晶体。碱金属化合物在高温区中可能发生蒸发，变成以氧化物、氯化物、氢氧化物及硫酸盐的蒸汽或气体，然后冷凝在温度较低的受热面上。在管子上这些化合物又和金属及烟气相互作用，形成有粘性的焦性硫酸盐及复杂的碱性硫酸盐，覆盖在管子表面上，形成积灰的初始原因。NaCl和KCl等碱金属盐对形成碱性粘结灰有作用。碱金属盐在燃烧时从矿物成份中挥发出的主要原因，是含NaCl低的煤在燃烧时蒸发并变成气态的NaOH，Na2SO4,Na2CO3。通常只有在很高温度的火焰中心处才会形成NaOH,随着温度降低而变成Na2SO4，及NaOH，碱金属的硫酸盐和铁，铝的硫酸盐发生化合作用，其产物的熔化温度为500〜600°C，是二次沉积的成份，因此，碱金属化合物不仅促进一次灰的形成，而且也是促进二次灰的生成。2灰中含铁对结渣的影响一般认为铁是预测结渣可能性的最重要因素之一，铁通常以黄铁矿(FeS)碳酸铁(FeCO3)的形式存在于煤中，或者是作为杂质的形式存在于方解石和白去石中，较少的是以扇石(Fe2Mg2Al2Si2O4)角扇石(CaFe3Si4O12)赤铁石(Fe2O3)等其它形式出现。火焰中矿物质的初阶段反应对积灰可以产生影响，根据矿物质的类型，物理特性如密度与尺寸大小将改变，更重要的是熔化温度以及由此而产生的颗粒形状将由于下面表明的火焰中的瞬间反应产物来决定：表2各含铁矿物的熔化温度图4炉内形成结渣的示意图到达管壁的化合物决定所形成的沉积物的类型，下面的反应说明这点：Fe2S(c)-FeS(l)+SO2(g)式(1)FeCO3-FeO(c,l)+CO2(g)式中c为结晶物，g为气体，l为液休。反应式(1)表明，黄铁矿首先氧化成磁黄铁矿和SO2，该反应是在燃烧区发生的最重要的矿物质反应之一，反应在本身的动量推动下到达炉墙上。根据已经沾积在炉墙上的积在炉墙上的积灰成份，FeS在以后的反应中可能产生一种熔点较低的物质，下列反应表示两种熔点明显不同的可能产物：FeS(l)+Fe2O3(c,l)-2FeO(c,l)+1/2O2(g)(熔化温度1377°C)式(2)FeS(l)+SiO2(c,l)-2FeO(c,l)+2SO2(g)FeO(l)+SO2(c,l)-FeSiO3(c,l)(熔化温度1147C)反应式(2)生成的FeO的密度比FeS大，熔化温度也高尽管FeO会在火焰中熔化，但根据积灰的火焰侧表面温度它很可能在炉墙上达到热平衡后凝固，形成结渣.另外，灰渣FeO还是组成低熔点共熔体的重要组成成份,一般灰渣在熔融在熔融过程中可以生成大多数类型的低熔点共熔体都含有FeO组成(表1-26)表3一些低熔点共熔体的熔点煤灰中铁的氧化程度经过炉内过程要发生变化.这对灰渣流变特性有很大影响，表征熔渣中铁的氧化程度，通常使用以下两个指标：(1)当量Fe2O3当量Fe2O3即熔渣中含有FeO和未被还原的Fe2O3,另外发生析铁过程时，极少量元素铁溶解在熔渣中呈均相分布状态,由于其所占的比例较小,实际计算中可以忽略.这样，熔渣中Fe2O3含量和按克分子数折算成Fe2O3的确FeO含量这和，即为渣的当量Fe2O3含量这和，即为渣的当量Fe2O3含量，即：当量Fe2o3=Fe2O3+1.11FeO+1.43Fe(2)三氧化二铁的百分比(N),三氧化二铁的百分比即熔渣中Fe2O3含量占当量Fe2O3的百分比分额，记作N:N=Fe2O3/(Fe2O3+1.11FeO+1.43Fe)某100%3灰中含硫对结渣的影响研究表明,SiO2在形成结渣过程中也是重要因素，不管煤中的硫以有机形式或以黄铁矿形式存在，在火焰中其主要部分是生成SiO2.但是,与碱阳离子致密弥散在某些中的有机硫直接被留置在由固有灰份生成的飞灰烟粒中，以有机硫酸盐存在的少量硫分也可能被留置在灰中或者挥发掉，部分挥发硫在低温时又与飞灰中的碱性成份化合在一起，一些电厂燃烧试验指出，最后有大约10-40%的总硫份存在于飞灰中，它的多少主要决定于灰中钠的数量.由于硫份的存在,致使碱金属在对流烟道中凝析出来，低硫煤中析出的碱金属趋向于在飞灰粒子的外表面上凝析，在对流烟道中形成粘结性的硅酸盐并产生烧结的沉积物.而高硫煤上析出的碱金属却趋向于形成复杂的铝或铁的碱金属类的硫酸盐.它们的熔点低，在810-977K左右，后一种情况下,SiO2与钠或钾的氧化物或氢氧化物发生反应生成硫酸盐，其熔化温度如表4所示，这些易熔融的成份为干的飞灰在对流管束上的粘附提供了条件，表4复合硫酸盐的熔点4碱金属含量对结渣的影响无论就哪种类型的积灰而言，碱金属化合物在其形成过程中均有程度不同的作用，对于碱金属化合物型积灰，这种作用更加明显，因此钠和钾一般被视为造成锅炉对流烟道结渣的原因，如果煤和灰中含有较多的碱类物质，便易产生积灰,特别是煤中含有硫也较高时，积灰即更为严重，这已为许多锅炉的运行实践所证实.在国外，甚至还给出了引起严重积灰的煤中碱金属化物含量的极限值，即R2O不应大于0.5%,否则便易在过热器上严重的积灰，如果R2O<0.4%,积灰便不易产生.研究表明，结渣与“活性碱”的数量有关，一种形式的活性碱是与煤中有机物结合在一起的,煤有机物中的碱金属在燃烧过程中部分地挥发掉，无论是重新加热飞灰或是试验室灰当超过1316°C后均导致碱金属的大量从煤的有机物结构中挥发比从玻璃状的飞灰颗粒中再挥发更容易。例如，钠在火焰高温区短时间内可能以原子Na或Na2O的形式存在，因为水蒸气存在，故它们便反应生成NaOH；而在较低温时，与CO2、SO2、O2及SO3反应生成Na2SO4、N2CO3,当存在硫的氧化物时，最主要的生成物就是硫酸钠，在火焰中没有挥发出来的钠残留在由不挥发的固有灰份所构成的复杂的灰粒内其百分比较大，低于982°C时，挥发的钠凝聚在带出的飞灰中上，使较细飞灰含钠量大大增加。在较低的温度下生成沉积物内比高温下生成的沉积物更容易出现钠的富集。最终，挥发钠和残留钠的作用是相同的，即两者都使飞灰熔融并增加沾污结渣。国外为了判断煤的积灰性能，利用煤灰“烧结强度”作为衡量指标。具体的作法是把煤灰（或飞灰）用人工压成一定大小的试块，在电炉中焙烧至一定温度（700-1000）C，然后在压力机上测定在各种焙烧温度下所得试验块的抗压强度。一般对易产生积灰的煤，试块在700-800C就能达到较高的强度，而不易积灰的煤，达到较高强度的温度要高的多，煤中碱金属化合物含量越高，煤灰“烧结强度”也越大。这从另外一个角度说明碱金属化合物对积灰的影响。表5给出了碱金属氧化物及其聚合物熔点数据图5试管中积灰重量和煤中的钠含量的关系另外，FW公司给出了六种煤的试验结果表明，煤中钾的含量对探针表面的结渣影响很大。当煤灰中K2O>1%时，结渣较为严重，而K2O又<0。2%的煤，尽管其熔点很低，但是也未发生结渣未现象，在燃烧KSO约为105%的贫煤时，仅在结渣探针表面形成一薄层白色的灰。5氯含量对结渣的影响煤中的氯主要是以碱金属的氯化物KCl,NaCl或者与碱土金属氯化物CaCl2MgCl2和另外一些化合物形态存在。根据国外的试验，煤中氯的含量对锅炉灰的生成同样有较大的影响。对于以碱金属氯化物形态存在的氯元素，其对积灰过程的作用与碱金属相同，不过，由于KCl,NaCl更容易挥发，因而对积灰的影响很大，大数十台煤粉炉(包括液态排渣炉)上进行大量试验证实了氯含量对积灰确有很大的影响6硅酸盐等含量对结渣的影响在硅酸盐化合物型的积灰中，初始层的形成不是由碱金属化合物的汽化、凝结，而是因极微细的雾状硅化物沉积于管壁的结果，在显微镜下可观察到，积灰管壁是极为粗糙不平的，金属氧化物不是以连续的膜覆盖在金属表面上，而是像针状或草丛一样的结构。在这些针状物之间落入了由雾状SiO2所形成的直径约为0.2um的微细颗粒。这些颗粒可以呈球形，也可呈不规则的形状，其外面往往包有凝结的碱金属氧化物，这可以在那些细粒间，或细粒与其它飞灰颗粒间起粘结的作用，这就是这种类型积灰产生的最早的阶段。当初始层灰形成以后，表面温度提高，加上灰中其它易物质的作用，积灰便逐渐增长。一般情况下，SiO2的熔点和汽化温度相当高，但是，所形成的硅酸盐共熔体却有较大的降低，如表6所示煤灰中氧化硅含量一般占首位。含量在10-40%，对灰的熔化温度(t3)影响不大，40-80%时，t3略有增高。但是在这一范围内增加时熔化温度和软化温度（t2）的差值t3-t2的数值却有明显上升趋势。软化点提前的原因在于，随着SiO2含量增加生成越来越多的无定型玻璃体SiO2，它使灰份提早软化、蠕动。另外，在某些燃用高氯煤的煤粉炉或一些高钙煤的锅炉中，受热面上能产生钙化物型的积灰。其特点是积灰中的钙含量很高，往往含有较多的SiO3.这种积灰接近管壁底层的灰相当坚硬密实，它牢牢地附在管壁上，极难清除，而外层的积灰往往较为疏松。积灰中的钙含量（一般为CaO）增加时可使灰熔点降低，但到大于一定数值后（CaO含量＞30-35%）其熔点会显著增高，根据我国的煤的统计规律表明，CaO在4-6%以上，就有上升趋势此外Al2O3的含量也会对t2产生影响，Al2O3大于15%时，就会明显增大，当Al2O3大于36%时，不管其它成份如何变化，T2〉1500°C影响炉内结渣的因素有三个，因此仅根据煤潜在的结渣性来评估锅炉炉内是否会发生结渣，其准确性必然是有限的。如果要提高判断炉内结渣的准确性，则判断模型中应包括炉内温度及炉内空气动力结构等参数。二灰粒的惯性输运在三种灰粒输运机理中，扩散和热迁移主要是对初始沉积层的形成起作用。对具有潜在结渣倾向的煤，初始沉积层主要由挥发性灰冷凝而形成，具有较低熔点的碱金属和碱土金属硫酸盐，呈液态容易捕捉飞灰。对潜在结渣倾向小的煤，初始沉积层有一部分是由小颗粒的热迁移而产生,对惯性撞击灰的捕获能力较小。由于初始沉积层对锅炉的安全运行不构成影响，并且控制初始沉积层几乎是不可能的。因此，要控制锅炉的结渣，就要避免煤灰粒子向水冷壁惯性撞击。电站锅炉炉内中心温度约为1500°C〜1700°C，煤粒燃烧时其本身温度要比炉内温度高200C〜300C，因而煤灰在炉膛中心几乎全部为液态。在液态灰颗粒受惯性作用而向水冷壁运动过程中，由于灰颗粒运动速度快，受到的冷却效果差，熔融的灰颗粒很容易粘附,使渣层迅速积聚长大。因此，惯性撞击灰粒在撞击水冷壁时的状态对渣的结聚、长大具有重要影响。在四角燃烧锅炉中，气流在炉内作旋转运动,受惯性力作用，煤粉颗粒向旋转气流外侧聚集，因此，煤粉浓度切圆和温度切圆要比速度切圆大，这一点已被试验所证实。减少炉内气流切圆直径，降低煤粉细度均可减小煤灰颗粒向水冷壁的惯性迁移，有利于减轻结渣。当四角风速分配不均，炉内旋转气流中心偏斜或某一角一次风因速度低而偏转刷墙时,煤灰颗粒的惯性撞击几倍甚至几十倍的增加，这大大增加了结渣的速度和程度。因此，控制灰粒向水冷壁的惯性迁移，对防止锅炉结渣具有非常重要的意义。三炉内温度及其分布由于熔化的灰粒碰到水冷壁时极易发生粘附,从而导致结渣。在煤灰熔点一定的情况下，炉内温度水平及其分布就成为是否发生结渣的重要因素。炉内烟温提高，开始使渣层与管子表面交界处的温度及积渣层内的温度梯度增加，灰在表面的沉积速度也会呈指数增加。实验表明，烟气温度每升高50C度，可使结渣率增加5倍。煤灰粒子的冷却过程取决于炉内总体温度水平及水冷壁附近温度水平。当炉内温度较低时，煤粒呈熔化或软化状态的概率较少。另一方面,当炉内温度水平较高，而水冷壁附近温度较低，且温度分布较平缓时，煤灰粒子在碰撞水冷壁前可以得到较好的冷却，温度降低，与水冷壁碰撞时，被捕捉的概率降低。温度对炉内结渣具有非常重要的影响，研究结果表明，温度增高，结渣程度将按指数规律增长。水冷壁附近的温度分布除与炉膛中心温度、水冷壁吸热热流有关外，还与水冷壁表面的清洁程度有关。当水冷壁表面附有灰渣时，表面温度迅速增高。这不仅有可能使灰渣表面具有粘性，捕捉飞灰，而且还降低了惯性输运灰粒的冷却程度，因而灰渣的积聚具有自加剧性，即一旦发生结渣，其程度将会越来越严重，直到外层灰渣因熔化而发生自流。炉内温度水平对结渣的影响是多方面的：炉内温度水平高，将使煤中更多的易挥发碱性氧化物在高温处汽化或升华，在低温处碱金属化合物又在受热面上凝结。碱金属氧化物汽化