在生活垃圾焚烧过程中，受热面的烧结积灰及由此引发的事故是威胁焚烧设备安全、高效运行的主要原因之一。要实现垃圾的无害化、减量化、资源化处置目标，对垃圾焚烧积灰的烧结特性、机理进行系统深入的研究是很有必要的。本文主要通过对垃圾焚烧炉进行现场取样分析，并结合实验室小型机理实验研究，揭示垃圾焚烧积灰的烧结机理和特性。综合采用了多种分析测试方法，如灰成分分析，扫描电镜、能谱等微观分析方法，X射线衍射物相分析，离子交换色谱，氮吸附等，对积灰烧结特性进行多方面的研究。普遍认为，垃圾焚过程中钙和碱金属是造成受热面积灰的主要矿物元素，本文的研究对垃圾焚烧设备的运行优化具有普遍的指导意义，研究主要从以下两个方面展开：首先，基于对实际垃圾焚烧过程的积灰研究，分别对生活垃圾进行取样灰化分析，对垃圾焚烧炉的受热面烧结积灰、模拟积灰棒积灰、腐蚀性积灰进行取样分析。分析结果认为，生活垃圾中渣土和厨余是主要的成灰组分，垃圾灰的高钙特征明显，受热面烧结积灰中CaSO₄物相含量很突出，属Ca-S型积灰。垃圾焚烧飞灰颗粒无熔融迹象，烧结积灰由致密的烧结结构与松散烧结颗粒共同构成，微观特性表现为大量具有熔融表面的亚微小颗粒的烧结团聚，积灰中少量钙的硅酸盐可能是形成熔融相的主要原因。受热面烧结积灰致密程度随烟气温度升高而增加，Ca和S的富集在烟温600℃左右的对流受热面最大。烧结积灰强度在10天以内发展迅速，因此保持对受热面积灰的即时吹扫，特别在运行初期是很有必要的。垃圾焚烧过程受热面烧结积灰条件下的腐蚀行为属应力开裂腐蚀，是致密烧结积灰的应力破坏作用和积灰中氯的离子扩散腐蚀反应共同作用的结果。腐蚀积灰底层结构比较疏松，有利于腐蚀扩散反应的进行，外层烧结强度很高，能够产生较强的应力冲击。靠近腐蚀前沿的底层积灰氯和碱金属成分含量很高，参与腐蚀反应的主要是离子态氯。在运行中避免受热面高强度烧结积灰的形成和高氯垃圾的大量集中入炉焚烧对预防积灰腐蚀的发生非常重要。第二，基于实验室积灰机理研究，分别对管束的冷态积灰特性、垃圾焚烧积灰硫酸盐化反应特性、垃圾焚烧积灰烧结强度变化特性进行了实验研究。结果表明，错排管束能够减少积灰的形成，水平管间距为两倍管径时积灰量较大，在管束布置时应避免此间距。最适于垃圾焚烧积灰硫酸盐化进行的温度段为600℃，烟气中SO₂浓度增加能够加速积灰的硫酸盐化反应，烟气中的水蒸汽也对积灰硫酸盐化反应有促进作用，而HCl则在SO₂浓度不高时对积灰硫酸盐化反应起到一定的阻碍作用，另外，积灰中Al₂O₃成分的增加能够抑制硫酸盐化反应的进行。积灰中CaO含量越高，越容易形成高强度的烧结体，积灰中Al₂O₃含量的增加或CaO含量的减少都能够有效降低积灰的烧结强度，烟气中的HCl和SO₂都对积灰的烧结强度具有促进作用，SO₂的作用更显著，600-800℃是积灰烧结强度增加的温度区间，积灰的烧结强度在15个小时以后才有所增加，因此实际运行中吹灰间隔可取12小时。