衛(wèi)燃帶穩(wěn)燃技術(shù)在電力鍋爐中已經(jīng)成熟應(yīng)用，雖然衛(wèi)燃帶可以顯著提高燃煤鍋爐煙氣的溫度，穩(wěn)燃效果十分明顯但是由于我國動力用煤普遍存在煤質(zhì)較差且煤種多變的特點，約有半 數(shù)動力用煤在不同程度上屬于易結(jié)渣類型煤種，同時由于衛(wèi)燃帶處于爐內(nèi)高溫區(qū)且表面比較 粗糙，極易引起煤灰在其表面結(jié)渣，當(dāng)爐內(nèi)衛(wèi)燃帶灰渣沉積較多時，將導(dǎo)致鍋爐出口煙氣溫 度升高，受熱面超溫，降低鍋爐的經(jīng)濟效益，甚至因爐膛掉渣而砸壞爐膛冷灰斗或?qū)е洛仩t滅火。
熔融煤灰渣的侵蝕是鍋爐衛(wèi)燃帶耐火澆注料使用過程中最常見的一種損壞現(xiàn)象，現(xiàn)在通過硅 鉬棒高溫馬弗爐靜態(tài)結(jié)渣試驗來研究煤灰對剛玉耐火澆注料滲透和侵蝕的行為特性，分析熔融煤灰在剛玉耐火澆注料上的結(jié)渣特性，對合理選用和設(shè)計燃煤鍋爐衛(wèi)燃帶及確保鍋爐安全、穩(wěn)定運行具有指導(dǎo)意義。
試驗采用以白剛玉、a—AL2O3微粉為主要原料的剛玉耐火澆注料，由于Cr2O3具有較好的抗渣性能，因此在試樣中加入少量的Cr2O3微粉，另添加結(jié)合劑最后制成50mmX50mmX5m的剛玉板，煤灰樣選取2種不同堿酸比的煤灰，分別是輕微結(jié)渣傾向的無煙煤，灰渣變形溫度為1280℃，堿酸比 B/A—0.062和中等結(jié)渣傾向的煙煤灰渣變形溫度為1100℃，堿酸比 B/A —0.21，將這2種煤進行標準灰化后，分別制得200目 (75 μm)的煤灰試樣，采用硅酸鹽快速成分分析儀測得2種煤灰的化學(xué)成分（見表）．由表可知與無煙煤灰成分相比，煙煤中鐵、鈣、鉀和鈉等堿性氧化物的含量較高，而硅和鋁等酸性氧化物的含量卻較低。
試驗中每種煤灰試樣的質(zhì)量均約為0.2g（精確到0.01g），以相同的面積和厚度均勻疏松地散步在剛玉耐火澆注料板表面上，同時注意避免煤灰因受壓而出現(xiàn)致密化現(xiàn)象，然后將制備好的2種煤灰置于馬弗爐中，先有室溫20℃按照5K/min的升溫速度加熱至800℃；當(dāng)爐溫達到800℃時，再按照10K/min的升溫速度加熱至1350℃并保溫40h，在煅燒過程中，Wie保持爐內(nèi)弱氧化性氣氛，采用非密閉加熱方式。煅燒完成后，待試樣在爐內(nèi)自然冷卻至室溫后卻出觀察煤灰在剛玉耐火澆注料板上的結(jié)渣情況，發(fā)現(xiàn)無煙煤灰煅燒后呈焦黃色，渣板結(jié)合處為淡黃色砂狀渣，灰渣有明顯的自聚集現(xiàn)象，灰餅覆蓋處露出的部分剛玉耐火澆注料板形貌未發(fā)生顯著變化，說明煅燒過程中無煙煤灰與剛玉耐火澆注料的黏結(jié)較輕，灰渣更傾向于自黏結(jié)，煙煤灰在剛玉耐火澆注料板上分布均勻而渣致密，渣層表面較為光滑，表明煙煤具有較好的流動性，粘度較小。研究表明，粘度越小、流動性越強的熔渣對剛玉板的侵蝕速度越快，熔蝕程度也越深。因此可以判斷與無煙煤灰相比，堿酸比較大的煙煤灰在剛玉板上的結(jié)渣及其滲透和侵蝕較嚴重。
經(jīng)測量無煙煤對剛玉耐火澆注料板的最大侵蝕深度約為207μm，材料板表面灰渣層厚度大于600μm；煙煤灰對剛玉耐火澆注料板的最大侵蝕深度約為482μm，材料板表面灰渣層厚度約為100μm，由此可見，在相同的實驗環(huán)境下，堿酸比較大的煙煤灰對剛玉耐火澆注料板的侵蝕比無煙煤嚴重的多，以此來說明煤灰中化學(xué)變化對渣侵蝕的影響。
可見煙煤沿剛玉板的深度方向，煤灰中Fe和Si原子百分數(shù)近似呈線性遞減，這是由于煤灰中Fe元素主要以赤鐵礦（Fe2O3）的形式存在，研究表明，煤灰中還原性的二價鐵（如FeO）對灰沉積作用很大，而氧化性的Fe2O3和Fe3O4對灰沉積作用很小，并且Fe2O3本身的熔點很高，因此在熔融煤灰向剛玉板滲透的過程中，煤灰中的Fe2O3會逐漸被剛玉板孔隙所吸附，從而使得Fe原子百分數(shù)在剛玉板深度方向上呈近似線性下降趨勢；煤灰中Si元素在煅燒中會與剛玉耐火澆注料板中AL2O3在高溫下生成耐熔的莫來石AL2（AL2.8 Si1.2）O9.6，因而Si原子百分數(shù)沿剛玉板深度方向也呈近似線性下降趨勢，這也是導(dǎo)致沿剛玉板深度方向AL原子百分數(shù)呈現(xiàn)上升趨勢的原因。
煤灰中堿金屬元素Ca、K、Na和Mg沿剛玉板深度方向呈現(xiàn)大致遞減趨勢，除個別畸變點外，出現(xiàn)畸變點的原因主要是煤灰中含有堿金屬的礦物熔點均較低，熔融狀態(tài)下粘度較小，沿耐火材料板孔隙的流動較容易，因此易在耐火材料板較大孔隙處交匯，從而形成剛玉板抗渣侵蝕的最薄弱點
無煙煤結(jié)晶物的主要成分為AL2O3、AL2（AL2.8 Si1.2）O9.6、和石英（SiO2）。由于AL2O3具有牢固的晶體結(jié)構(gòu)，熔點高達2050℃，在煤灰熔融過程中起到“骨架”作用，可以有效地提高煤灰的熔融溫度；而AL2（AL2.8 Si1.2）O9.6是一種典型的高熔點（1850℃）礦物質(zhì)，也是利于提高煤灰的熔融溫度，另外煤灰中出現(xiàn)的AL2Cr2O3。充分說明在煅燒過程中剛玉耐火澆注料板中的Cr元素向灰渣反向滲透，并形成高黏度固熔體，可有效增大煤灰向剛玉耐火澆注料板的滲透擴散阻力，從而減輕灰渣對剛玉耐火澆注料的侵蝕。
結(jié)論；
(1)鐵、鈣和鉀等堿金屬含量較高、堿酸比較大的煤灰黏度較小，流動性較強，在剛玉質(zhì)耐火澆注料板上的結(jié)渣較為致密對剛玉板的滲透和侵蝕更嚴重。
(2)沿剛玉耐火澆注料板深度方向，煤灰中各元素的原子百分數(shù)大致呈遞減趨勢。其中含堿 金屬的礦物質(zhì)黏性較小，流動性較強，易在剛玉耐火澆注料板較大孔隙處匯集，其原子百分 數(shù)沿剛玉質(zhì)耐火材料板深度方向的變化出現(xiàn)個別畸變點。
(3)在剛玉耐火澆注料板中加入的CrO在煅燒時會反向滲透到煤灰中，并生成高熔點、高黏度的固熔體（AL0.9Cr0.1）2O3，增大了煤灰向剛玉耐火澆注料板的滲透擴散阻力，從而減輕了灰 渣的侵蝕。