炉管壁面的积灰、结渣是一种普遍现象，在炉膛内火焰中心处的温度高，燃料中的灰分大多呈熔化状态，而在炉管壁附近的烟温则较低，一般在接触受热面时已凝固，沉积在壁面上成疏松状，就形成积灰；如果烟气中的灰粒在接触壁面时仍呈熔化状态或粘性状态，则粘附在炉管壁上形成紧密的灰渣层，就形成了结渣。结渣主要由烟气中夹带的熔化或部分熔化的颗粒碰撞在炉墙、水冷墙或以熔融的沉淀物形式出现在辐射受热面上。如水冷壁、水排管、过热器排管等。造成锅炉结渣的主要原因是灰份的成份及其熔点。 焚烧锅炉积灰结渣由许多复杂的因素引起，如炉内空气动力场、炉型、燃烧器布置方式及结构特性，垃圾的尺寸等都将影响炉内结焦状况。保证空气和燃料的良好混合，避免在水冷壁附近形成还原性气氛，合理而良好的炉内空气动力工况是防止锅炉内结渣的前提。 本文首先从灰熔点、灰成分、物相三个方面对炉排式垃圾焚烧炉灰渣进行分析，主要研究了灰成分及其物相对灰熔融特性的影响。研究表明：大渣块中含有较高的酸性氧化物，飞灰的总碱金属含量较高，两者硅铝比SiO2/Al2O3较高。对渣块来说，从中间层到外层(火侧)，低熔点共熔物呈增加趋势，其中CaO、Al2O3/MgO/ZnO、SiO2等反应生成的钙化合物形成的低熔点共熔物相的存在是灰渣形成的主要原因。 本文接着从灰粒中元素的迁移沉积规律来揭示结渣原理，研究表明初始层中主要沉积物为Si、Ca、Al，同时含有较多的Fe、Mg、Na、K。渣块样品中Si、Al、Ca的分布趋势几乎是完全相同的，表明硅铝钙元素比Si/Al/Ca基本保持一定值，说明在灰渣沉积物中存在着由硅铝钙或其他元素形成的稳定物质。Na、K、Mg、Fe的含量相对较少，但在结渣中起了不可忽视的作用。对样品内表面局部特殊形态微区进行SEM分析，可发现内表面微区有各种形貌，或呈团状，或呈条状，或呈针状。由EDS谱图可知，不管是团状物还是针状物，都含有较多的Si、Al、Ca元素，其中针状物中还含有较多的Na、K、Fe。 本文然后主要研究了添加剂对灰渣熔点的改变，从而推断其对于结渣的抑制作用。通过添加高岭土，矾土，CaO发现三种添加剂都有提高熔点的作用，其中以CaO最为明显。因此文中利用CaO-Al2O3-SiO2系统相图重点研究了CaO提高熔点的机理，结果表明随着CaO含量增加，灰渣物相从较低熔点的钙长石物相区向熔点较高的假硅灰石物相区移动。 本文最后采用Factsage中的Equilib模型来计算炉内渣样随温度变化其物相生成变化规律，同时对CaO添加剂在不同含量时生成的物相进行平衡计算研究。对原始渣样进行平衡计算，结果表明，平衡物相中主要含有钙铝榴石、钙铁榴石以及硅钙与钠钾形成的化合物，与含有石英、钙黄长石、锌黄长石等物相的实际渣样有很大不同，平衡物相具有较低的熔点。分别对添加20％CaO的渣样和添加30％CaO的渣样在温度900—1000、1100、1200、1300℃进行计算，表明两者生成的物相种类除在含量上稍有变化外，物相种类基本相同，且生成的物相具有较高的熔点，所以渣样在添加20％CaO时就能很好地改善结渣状况。