当前世界,化石能源面临着日益枯竭、消费不合理的现象,因此发展可再生能源已成为世界各国应对能源危机的重要方向。生物质能源是可再生能源的重要组成部分,同时生物质能源具备可替代化石能源制备化学品的特性,因此,今后可再生能源发展中的一个重要方向就是发展生物质能源。生物质中含有大量的碱金属元素及Cl元素,在锅炉燃烧过程中容易生成KCl等碱金属盐,造成金属表面积灰腐蚀等现象。粉煤灰中富含Al2O3和CaO等物质,采用粉煤灰作添加剂可有效的抑制生物质锅炉高温腐蚀。本文将玉米秸秆、小麦秸秆与两种粉煤灰按照不同添加比例进行掺混,试验研究了粉煤灰添加剂对15CrMoG、12CrlMoVG、T91、SUS316和TP347H的腐蚀抑制规律,分析了生物质添加粉煤灰燃烧对金属受热面的腐蚀抑制机理,并对与抑制腐蚀相关的四种元素进行了灰色关联分析,建立了粉煤灰抑制腐蚀量的回归预测模型,确定了添加粉煤灰燃烧腐蚀减少量与各种元素的关系。首先,在水平管式炉上试验研究粉煤灰添加比例、粉煤灰种类、生物质种类、金属管材种类、温度等对金属腐蚀的影响规律,结果表明各种工况下的腐蚀增重曲线均符合抛物线规律。通过试验发现玉米秸秆积灰对金属管材的腐蚀性强于小麦秸秆积灰,腐蚀性大小与灰样中的碱金属及Cl元素有关;五种金属管材的抗腐蚀性能力与其含有的微量元素Cr、Ni、Mo含量有关。粉煤灰中Al2O3、SiO2可与KCl发生反应,降低生物质灰中的KCl含量,对金属管材的腐蚀性下降明显,粉煤灰抑制腐蚀能力的大小主要和粉煤灰中Si、Al元素有关。通过研究不同粉煤灰添加比例对金属腐蚀的抑制效果,发现随着粉煤灰添加比例的增加,金属腐蚀抑制效果先增强后变弱,并非添加比例越大越好。温度是影响粉煤灰添加剂抑制腐蚀的重要因素,因为随着温度的升高参与反应的活化分子数增多,腐蚀加剧。其次,通过比较三种不同添加比例下金属腐蚀48h小时的微观形貌,来探究粉煤灰不同添加比例对生物质锅炉过热器金属腐蚀的抑制规律,不添加粉煤灰情况下金属外表面的氧化膜被破坏,存在很明显的侵蚀现象,保护膜存在大量的孔洞,并且凹凸不平,伴随着大量腐蚀层破裂剥落。而当粉煤灰添加比例为4%和6%时,外层腐蚀层积灰含量明显减少,孔洞也大量减少,表面相对致密。中层和内层结构呈叶片状,表面孔洞减少,同时添加比例为6%时抑制腐蚀能力更优于4%时。通过对比1号粉煤灰添加比例为4%金属块腐蚀层微观形貌图与2号粉煤灰添加比例为4%金属块腐蚀层微观形貌图,探究粉煤灰种类对金属腐蚀抑制的规律,在相同添加比例下添加2号粉煤灰,金属腐蚀层外层微观形貌呈狭长致密的针型,中层和内层结构呈叶片状,且在相同面积范围内数量远多于添加1号粉煤灰情况下,且各个金属腐蚀层孔洞相对于添加1号粉煤灰时较少,说明2号粉煤灰抑制腐蚀效果优于1号粉煤灰。微观形貌分析结果与腐蚀试验增重曲线规律一致,灰样中Al2O3相对含量越高抑制腐蚀能力更好。再次,采用灰色关联理论,对抑制腐蚀的四种元素进行了关联分析,确定了抑制腐蚀的主要影响元素,建立了腐蚀减少量的回归预测模型,得到预测关联式为多项式公式y=-228.3966+928.9764x1-1 54.4052x2-367.9273x3-26.32969x4-354.5426x12+31.24339x22+156.9674x32+15.3863 1x42少为无量纲化腐蚀增重减少量,x1、x2、x3、x4分别为粉煤灰中Si、Al、Ca、Fe元素含量。该模型是对生物质添加粉煤灰燃烧过程中金属受热面腐蚀减少量进行预测的一种简便方法,对生物质锅炉抑制金属腐蚀的预测有一定的指导意义,同时便于筛选抑制腐蚀性能最佳的粉煤灰添加剂。