生物质碱性元素含量高,是生物质直燃供热过程中锅炉受热面沾污结渣的主要原因,沾污结渣问题也成为锅炉安全稳定长周期运行的技术瓶颈。工业上常用灰的熔融特征参数来指导锅炉设计和运行,但灰熔融特征温度的传统测量存在较大主观误差,同时测量过程中碱性元素的释放影响所测特征温度的准确性,所以灰熔点无法直接用于生物质燃料积灰结渣趋势的判断。烧结广泛存在于灰沉积过程,是积灰结渣过程的重要环节,因此研究生物质灰烧结特性及建立预测模型,对生物质锅炉的沾污防治具有重要意义。本文选取了9种典型生物质,利用自主搭建的实验台、双样品室装置以及电脑软件,结合电感耦合等离子体发射光谱、X射线衍射、X射线荧光光谱和扫描电子显微镜,对生物质灰烧结特性进行了系统的研究,最后,建立了灰组分与灰初始烧结温度的模型,很好地对灰样初始烧结温度进行预测。首先,根据生物质高碱含量特性设计并搭建了一套实验系统,测量生物质灰的初始烧结温度。采用马弗炉和低温灰化仪分别烧制了815℃灰、550℃灰以及220℃灰样,在实验台进行实验,研究不同灰化温度下灰样的烧结特性。其次,采用不同装灰样方式测量样品室二灰柱初始烧结温度,借SEM进行辅助分析,对双样品室装置的可靠性和适用性进行验证,结果表明双样品室装置的测量结果准确,适用于生物质灰样初始烧结温度的测量。然后,针对部分烧结前后的灰样进行矿物组分分析、元素分析、微观形貌分析,再次验证了灰样初始烧结温度的测量准确性,了解了生物质灰烧结机理。结果发现样品发生烧结前,单个颗粒界限分明,零散分布,大颗粒棱角分明,烧结后,小颗粒之间、大颗粒之间以及大小颗粒之间粘结在一起形成颗粒团,闭孔减小,开孔增大,灰样比表面积减小。最后,根据煤灰的普适性结渣指标进行生物质积灰结渣的判定,结果表明,单个指标都不能指导生物质灰结渣的判定,需要综合生物质灰组分来考虑其积灰结渣倾向,针对生物质灰初始烧结温度与灰组分的关系建立了线性回归方程,预测模型能很好地对生物质灰初始烧结温度进行预测,从而判断生物质灰积灰结渣可能发生的温度范围,更好地指导生物质锅炉的安全运行。