中国富煤贫油少气的现状将持续很长时间,因此煤炭在中国的一次能源消耗中将在一定时期内继续占有主导地位。准东煤这一煤种由于储量大,性质优,是未来优质的动力煤,但是由于富含较多碱金属,导致在锅炉实际运行中,尾部受热面会发生严重的沾污和腐蚀,大大地限制了准东煤的推广和应用,因此,研究准东煤的飞灰沉积特性对于该煤种的大规模应用和保证发电设备安全稳定运行有重要的意义。本文选用了两种典型的准东煤,分别是将军庙和五彩湾,两种煤种工业分析差异较大,将军庙中含有较多的Si和Al元素,Ca元素含量较少,而五彩湾中Ca元素含量较多,本文使用了两种煤在马弗炉中350℃制取的灰为原料,可以最大程度的保证碱金属在灰中的留存,考察了探针直径和探针表面温度对沉积特性的影响,分析了飞灰沉积高度和沉积率两种物理特征参数,同时结合XRD、SEM和消解-ICP-AES等测试手段对物相规律、微观结构规律和元素迁移规律进行表征,同时也对横排双探针和纵排双探针的情况进行了实验,使结论更加切合实际,最后对两种煤种的沉积特性的差异进行了比较和分析,得出了有价值的结论。首先,本文对一维可视化沉降炉进行了改造,对给料装置进行了密封处理,并且增加了缓冲嘴,使给料更加均匀并且不堵塞;同时对中心十字管进行了扩容改造,使试验台可以容纳多探针的情况,并且介绍了两种物理特征参数的定义,以及对测试手段进行了介绍。其次,研究了不同探针直径下的沉积特性。五彩湾和将军庙的规律一致,飞灰沉积高度和沉积率均随着探针直径增大而增大,但是积灰形貌差异较大,将军庙会出现初始沉积层,并且均匀的覆盖探针,为后续的灰沉积提供一个较好的温床,而WCW只是在探针中心有较多的积灰,说明WCW中细颗粒较少,无法形成均匀的初始沉积层,大部分灰颗粒会以惯性碰撞的形式沉积在中心位置,综合比较而言,五彩湾飞灰沉积高度高于将军庙,但是沉积率小于将军庙,这个规律也说明将军庙的初始沉积层可以吸附更多的灰颗粒。然后,研究了不同探针温度下的沉积特性,五彩湾和将军庙差异较大,对于将军庙而言,飞灰沉积高度和沉积率均随着探针温度的升高而下降,而五彩湾则相反,结合XRD、SEM和消解-ICP-AES的测试结果,将军庙的沉积灰Na含量低于底灰中的Na含量,但是Fe的含量则远远高于底灰的含量,说明将军庙的碱金属是以挥发为主,同时也存在腐蚀探针,并固化Fe在沉积灰的现象发生,同时在探针温度为350℃时,XRD测试发现Na2SO4这种易沾污的物质,同时SEM结果显示,JJM中在低探针温度会发生大范围的团聚和烧结现象,会使沉积灰更易沾污在探针表面;而对于WCW,沉积灰中的Ca含量较高,沉积灰的Na含量高于底灰,Fe的含量也高于底灰,说明五彩湾中的Na挥发性较弱,同时对探针的腐蚀性也较差,SEM中显示WCW颗粒在高探针温度下发生熔融现象,并且颗粒表面光滑,没有细颗粒的粘接,而将军庙的熔融表面会附着较多的细小灰颗粒,当探针温度为450℃时,XRD结果中发现了K2Ca(SO4)这种低熔点的钙盐,因此导致灰熔点降低,易在高探针温度下沾污,促进积灰过程。横排双探针和纵排双探针实验中,飞灰沉积的高度变化规律均是分阶段增长的,首先是快速的初始沉积层的积累,其次是快速沉积阶段,在大约300min后进入稳定沉积阶段;在纵排双探针实验中,上层积灰到达稳定沉积阶段,会反复发生脱落-积累-脱落的现象,而下层探针则比较稳定,但是下层的积灰高度较低。横排双探针的稳定的积灰高度是高于纵排双探针的,这是因为纵排双探针上层在迎风侧,会受气流和来灰的影响,导致积灰发生脱落。最后对比了两种典型准东煤的飞灰沉积差异,得出将军庙是以挥发性碱金属为控制因素的沉积机制,而五彩湾则是以低熔点的钙盐为控制因素的沉积机制。