燃煤联合循环发电技术是洁净煤发电新技术的发展方向之一。但燃煤释放出的碱金属蒸汽易形成污垢,而且会引起燃气轮机叶片的高温腐蚀。因此有规定,高温燃气轮机入口烟气中碱金属蒸汽浓度一般不能超过0.024×10^-6,但实际中却往往比许可值高出一至几个数量级。研究燃煤过程碱金属赋存迁移规律将对燃煤联合循环发电技术的发展起到相当重要的促进作用。基于化学平衡体系下的最小Gibbs自由能原理,利用Aspen Plus过程模拟软件,建立了燃煤过程模型和碱金属的赋存、迁移模型。模拟得出了煤中氯含量、反应温度与压力、Ca/S、空煤比等影响因素下碱金属赋存、迁移的规律,同时将添加脱硫剂前后不同影响因素下的模拟结果作了对比,并对碱金属达标含量所对应的工况进行了分析预测。为了研究燃煤过程碱金属赋存、迁移规律,并检验数值模型的正确性,设计了燃煤试验台和碱金属采样装置,通过试验手段获取了不同煤种不同工况下碱金属赋存、迁移的数据。将试验结果和相对应的工况计算值相对照后发现,计算值和试验值有较好的吻合度,特别在1130 K附近。最后结果表明:常压条件下,要使徐州烟煤燃烧后烟气中气态碱金属排放含量达到0.024×10^-6需将燃烧温度定在1044 K,而对于煤样GBW11119和GBW11120,为达到同样的气态碱金属含量,燃烧温度需分别定在1003 K和973 K;当压力为1×10⁶Pa时,三煤种燃烧温度需分别定在1082 K、1040 K和1000 K时,烟气中气态碱金属含量才能降到0.024×10^-6。这些数据为燃煤联合循环发电的优化设计和制定有效的碱金属排放控制策略,以及为生产运行提供了相当重要的参考依据。对于碱金属盐在受热面上沉积问题的研究也有借鉴意义。