新疆准东高碱煤储量巨大,然而其高碱金属含量导致锅炉燃烧利用中常出现的沾污结渣腐蚀问题,限制了其推广运用。首先分析准东高碱煤沾污、结渣、腐蚀机理,找到其反应过程的影响因素和条件,通过化学反应控制办法抑制或防止高碱煤燃用过程中易出现的沾污结渣腐蚀问题;其次针对国内外常用的沾污结渣判别指标逐一分析,明确指标的使用条件,并从沾污结渣机理与各判别指标间内在关系进行了深入分析,进一步明确了各类沾污结渣预测指标作为判别沾污结渣程度的原因,并将不同结渣判别指标和沾污判别指标与新疆井工煤、西黑山煤与能化煤的实际燃用沾污结渣情况对照,发现目前指标并不能很好地区分高碱煤沾污结渣特性差异。依托先进的试验设备对煤粉燃烧特性进行元素分析、工业分析、灰熔点分析、同步热分析,灰渣元素分析,对煤质的燃烧特性有更清晰的认识;采用实验探究的方法,依据模块化、可视化、可改装的设计思路搭建了60KW燃煤锅炉塔式试验台,设计了可靠的数据采集测量系统、流态化可调给粉系统、壁温调控系统、烟气成分测量系统,通过壁温调控手段探究具体参数(如:烟温、壁温、煤种、受热面涂层、管束排列)对受热面实际沾污结渣的影响和灰渣元素成分沉积规律。本文探究了受热面壁温在周向和轴向的分布规律,发现塔式炉卧式受热面迎火面、背火面、侧面不同位置,沾污结渣积灰情况存在差异:迎火面沾污结渣最明显,侧面主要发生沾污,背火面积灰显著。找到了在受热面不同区域沾污结渣灰样中元素沉积规律,背火面积灰主要是Ca元素沉积,迎火面沾污结渣主要是Fe元素沉积。除了Na元素,K元素在灰污中沉积明显,煤种选取应考虑碱金属总量的影响。灰样中迎火面和侧面Na元素含量高于背火面,证明Na元素与积灰过程联系不大,与沾污结渣联系紧密;侧面灰样S元素含量高于背火面,显示S元素较少参与积灰过程,主要参与沾污结渣过程。煤种灰分含量极大影响沾污结渣积灰程度,灰分越高,沾污结渣积灰越严重。烟温越高,壁温越高,受热面沾污结渣越严重,降低受热面壁温可有效缓解沾污结渣程度。受热面的布置方式(顺列与错列、管间距也对沾污结渣产生影响,顺列管束结渣倾向小,减小纵向管间距可减缓沾污结渣程度)。本文还验证了受热面纳米陶瓷涂层对减缓腐蚀与结渣的作用,为全烧准东煤锅炉的设计运行提供了参考。