灰熔点与结渣：哪些燃料会把炉排片烧结、结焦

炉排片表面烧结、挂渣结焦，结成一层硬壳之后出渣不畅、通风变差，局部还会超温，最后炉排片减薄甚至掉块。这个问题跟运行调整有关，但根子在燃料的灰成分。下面把灰熔点怎么测、哪些燃料风险高、结渣又怎么一步步吃掉炉排片讲清楚。

灰熔点是怎么测的：四个特征温度

GB/T 219-2008《煤灰熔融性的测定方法》把灰做成三角锥，在规定的升温速度和气氛下加热，记录灰锥形态变化对应的四个温度：变形温度 DT、软化温度 ST、半球温度 HT、流动温度 FT。灰熔融性取决于灰里 SiO₂、Al₂O₃、Fe₂O₃、CaO 这些成分的比例，也受氧化性或还原性气氛影响。

同一种燃料，不同报告给出的灰熔点常常对不上，原因之一是制灰温度不同。有研究把同批样品分别在 400℃、600℃、815℃ 下制灰，随着制灰温度升高，灰中 K₂O 的相对含量下降，Cl 到 815℃ 已几乎测不到。读灰熔点数据之前，先看制灰条件，否则容易把不同基准的数字放在一起比。

哪些燃料容易把炉排片烧结

干净木质燃料的灰熔点相对高。文献里柚木原料灰的 DT 为 1170℃、ST 为 1200℃、HT 为 1240℃、FT 为 1320℃；另一种 Melina 木的 DT 为 1100℃、ST 为 1180℃、HT 为 1220℃、FT 为 1300℃。这两种木材经 220 至 320℃ 烘焙后，变形温度抬到 1200℃ 上下，流动温度基本不变。

燃料（原料灰）	DT 变形℃	ST 软化℃	HT 半球℃	FT 流动℃
柚木（teak）	1170	1200	1240	1320
Melina 木	1100	1180	1220	1300

高风险的是钾、氯、硅都高的农业残余物，棕榈空果串（EFB）、麦秸、稻草、甘蔗渣都属于这一类。文献反复指出 EFB 灰熔点低，成灰元素以 Si、K、Cl 为主；麦秸在 700℃ 和 1000℃ 的单颗粒燃烧试验中就能形成硅酸盐渣。一座 16 MWth 烧麦秸的振动炉排锅炉，实测加模型的结果显示灰的熔融集中在 1050℃ 以上一个很窄的温区内完成，熔融物随后沿壁面下流。

记法可以简化成一句：燃料里钾和氯越高、硅越多，灰熔点越低，炉排面越容易挂渣。反过来，灰里 Al₂O₃ 比例高、铁和碱金属少的燃料，渣相对不容易软化。

从结焦到失效：氯、钾和熔渣怎么吃掉炉排片

一座 9.9 MW 烧橡胶木的往复炉排炉，取服役后的 GX130CrSi29 炉排片做失效分析。截面看到的是三层结构：表面是含氯和碱金属的沉积层，中间是多孔富铁氧化物垢，下面是贫铬并发生内氧化的基体，铬在氧化膜与金属界面附近明显贫化。

机理是两条链同时走。氯在氧化膜与金属界面生成挥发性金属氯化物，氯化物再被氧化，氯被释放出来继续参与反应，保护性氧化膜始终长不完整。同时钾与硅质灰生成低熔点硅酸钾，在炉排工作温度下呈熔融或半熔融状态，起助熔剂作用，溶解并穿透氧化膜。

最后一步是剥离。被腐蚀削弱的氧化膜和沉积物在烟气和料层运动下被带走，露出新鲜金属，反应重新从零开始。所以这类失效是氯致活性氧化、熔融相助熔、气流剥离三者叠加的结果，不是单纯的高温氧化。

现场能做的三件事

燃料侧，控制高钾氯燃料的比例，与低风险燃料掺配，必要时水洗降低钾氯含量。文献也报道高岭土一类添加剂能提高灰熔点、减轻结焦与沉积，棕榈空果串掺烧时就做过这类试验。

运行侧，把炉排面温度压在灰的软化温度以下，靠配风、炉排速度和料层厚度控制主燃烧区的位置，避免局部超温。结焦一旦出现要及时清掉，硬壳长起来之后再清，炉排片本身也容易受伤。

材质侧，结渣严重的位置优先选高铬、含硅的耐热铸铁或高铬铸铁，铬含量决定氧化膜的稳定性，硅改善高温抗氧化性。我们供应各型炉排的炉排片与配件，按工况核对牌号，从合作工厂发出，可按图纸核对尺寸与材质。

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参考资料

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