煤气化技术是煤炭高效清洁利用的核心技术之一,废热锅炉工艺是煤气化装置中实现高温合成气显热回收的主要手段。高温合成气携带的大量灰渣颗粒容易造成废热锅炉内积灰和结渣,严重时会造成气化系统堵渣停车事故,因此亟需开发高温环境下可实时准确测量废热锅炉内灰渣沉积厚度的监测技术。基于此,本文创新性地提出基于共面电容原理的灰渣沉积厚度监测方式,通过理论分析、数值模拟和实验测试相结合,对灰污沉积于环型共面电容的电场分布特征、传感器性能及参数影响规律进行了研究。首先基于静电场高斯定理、环路定理、镜像法原理对环型共面电容传感器的测量原理进行推导,得到测试电容值与介质沉积厚度之间的理论关系式,证明了共面电容用于灰渣沉积厚度测量的原理可行性。在此基础上,通过ANSYS Maxwell商用软件对灰污介质沉积于共面电容的电场特性进行了数值仿真,分析了电极结构参数对传感器电容、最大可测厚度、测量灵敏度三个性能指标的影响规律。结果表明:随着介质厚度的增加,电容先增大然后稳定,灵敏度急剧下降;正极半径较大或负极内径较小的传感器表现出更好的传感器性能;极间屏蔽和边缘屏蔽对电场分布特征影响很小,而底部屏蔽可以明显提高测试电容值但对测量灵敏度影响较小。然后基于数值模拟结果设计并制备出PCB环型共面电容传感器,搭建共面电容传感器监测灰污沉积厚度的冷态实验台,以粉煤灰和蔗糖作为冷态模拟介质开展了实验研究,结果表明:电容值随介质沉积厚度的增加呈先增大后平缓的趋势,且测试频率对粉煤灰的影响程度大于蔗糖。以蔗糖为例研究了环境温度对传感电容值的影响,结果表明:在蔗糖熔化前（30-120℃）,电容值随温度升高而增大,在蔗糖熔化过程中（120-150℃）,电容值随温度升高趋于平缓,当蔗糖熔化后（>160℃）,电容值迅速减小,结合电介质极化与介电性能的关系分析其中的原因是由于分子间作用力减小,极化程度升高。同时对实验数据采样进行了拟合,得到电容值与介质沉积厚度和测试频率间的拟合关系式。在冷态实验的基础上制备了耐高温共面电容传感器并搭建监测灰污沉积厚度热态实验台,以粉煤灰和渣块为模拟介质在高温下进行实验,结果表明,在0-500℃区间内,传感电容值随环境温度的升高缓慢增加,在500-800℃区间内,电容值则随温度升高而急剧变大,这是由于在高温区间,灰渣中的无定形碳向碳微晶转换的程度升高,使得介质的极性增强进而电容值显著增大。通过对比粉煤灰和渣块的电容值,发现同一厚度下渣块测得的电容值大于粉煤灰,这是因为粉煤灰经过高温熔融后灰中所含大量Si O2在高温下转变为Si C,渣块结构的有序性随之增强从而使介电常数升高。