沉积的形成主要是灰分在燃烧过程中的形态变化和输送作用的结果，生物质颗粒燃料燃烧形成机理应从两个方面分析，秸秆颗粒机压制的玉米秸秆颗粒燃料如下所示：
一是内因，就是秸秆等生物质中含有形成沉积的物质条件，如作物秸秆中几乎含有土壤和水分中所包含的各种元素，其中金属元素K、Na、Ca、Mg，非金属元素Cl、N、S等，它们大都性质活泼，极易与碱金属元素形成KC1、NaCl、NOx、HC1等。碱金属是形成沉积的物质基础，非金属元素Cl等有推动碱金属流动的能力，是不断供给沉积成型成长的运输工具。二是外因，就是炉膛提供的温度及热动力条件，使挥发析出的碱金属以及在热空气中游动的矿物质、有机质颗粒具有到达受热面的推动力，具备进行热化学反应的温度条件。通过内、外因的有机配合形成沉积。
可见，生物质燃烧过程发生沉积有其形成的必然性和复杂性，只要有生物质燃烧就会发生沉积，因此，沉积是生物质燃烧设备运行过程中不可避免的；当然，不同的燃烧设备也没有完全相同的内、外因素，因此不同的燃烧设备产生沉积的状态及形成过程是不可能相同的。我们解决沉积的技术路线主要考虑以上分析的内外因素，需要采取破坏这两个形成因素的气氛与动力场，即采取反向技术措施，一是消减内因的基础，二是降低炉温及避免炉膛热动力的推动力过强作用，三要及时清除已经形成的沉积，从而达到减少、预防、铲除沉积，保证燃烧设备稳定可靠运行。
实践中发现，生物质，尤其是秸秆成型颗粒燃料的燃烧过程中，在炉膛内巨大气流的作用下，烟道气中粒径较大的颗粒由于惯性撞击受热面，撞击受热面的颗粒一部分被反弹回烟气中，另一部分粘贴在受热面上与烟气中酸性气体形成低熔化合物或低熔共晶体，这些沉淀物经长时间高温烟气烧结，形成致密结晶盐类沉积于受热面。
在高温对流烟气中，烟气温度一般高于800℃，而受热面的壁面温度一般为550～650℃。由于飞灰中碱金属离子(Na+、K+)在高温下处于气态，约730℃发生凝结。当烟气进入对流烟道遇到低于700℃的受热面时，碱金属离子就会在表面凝结，形成碱金属的化合物沉积于受热面，同时混有一些其他成分的灰粒一起被黏附在受热面。这些沉积经长期高温烟气酸化烧结，形成密实的积灰层。烟气温度越高，灰中碱金属越多，烧结时间越长，沉积就越厚，越难清除。
2、沉积形成过程
根据观察和化验结果的分析，沉积主要是通过凝结和化学反应机制形成的。凝结是指由于换热面上温度低于周围气体的温度而使气体凝结在换热面上的过程。化学反应机制是指已经凝结的气体或沉积的飞灰颗粒与流过它的烟气中的气体发生反应。例如，凝结的KC1和KOH与气态的S02反应生成K2 S04等。试验发现，受热面沉积中硫的浓度很高，碱金属多以硫酸盐( Naz S04、K2 SO。、Na2 Si2 05)等低熔化合物或低熔共晶体的形式出现，而钾、钠多是以气态形式从燃料中挥发出来的，然后凝结在受热面上。
用XRD对沉积样进一步进行测试发现，秸秆燃烧过程氯是以KC1的形式凝结在沉积中的，是形成沉积的主要物相，根据X射线衍射仪对生物质原料的研究可知，生物质原样中的XRD图谱中没有KC1。可见，KC1是在燃烧过程中通过化学反应形成的。
试验过程发现，烟气进入低温受热面后，烟气中的水蒸气、酸雾等会吸附灰尘颗粒形成尾部积灰，进而发生沉积。沉积的表面上有部分颗粒较大的飞灰粒子，这主要是烟道气中的大颗粒撞击受热面后，粘贴在沉积的表面上，此时形成的沉积属于低温沉积，主要是飞灰粒子受含有酸雾的烟气影响而形成，具有较强的腐蚀性。温度较低的水冷壁表面及过热器尾部的沉积在形成过程中逐渐从液相转向固相。
研究结果表明：在秸秆燃烧过程中，碱金属在炉膛高温下挥发析出，然后凝结在受热面上，呈黏稠状熔融态，捕集气体中的固体颗粒，使得颗粒聚团，导致沉积的形成。另外，秸秆等生物质中含有较高的Cl、K等非金属元素，它们均以离子状态存在，很容易与碱金属形成稳定的化合物进而发生沉积，沉积物能够不断在较高的炉膛温度中将碱金属运往受热面，粘贴在受热面上形成沉积。
形成沉积的受热面都是由直径大小不一的球状晶粒组成，这些晶粒排列混乱，部分动能较大的晶粒逃离了原来的位置与其他晶粒聚集在一起，在受热表面上形成一个凸面，而在原来的位置上形成了空位，犹如一个个洞穴，随着温度的升高，具有较大动能的晶粒在晶粒中的比例增加，洞穴的数量也随之增多，受热面的表面将更加凹凸不平。凹陷部分具有接纳、保护沉积的作用，更易形成沉积。当高温烟气中飞灰颗粒遇到炽热的受热面时，大部分聚集在受热面表面的凹陷处，形成沉积；落在凸面上灰粒，一部分在重力、气流黏性剪切力及烟道中的飞灰颗粒的撞击力的作用下脱落，重新回到高温烟气中。另外，在沉积初始形成时，由于受热面表面上沉积的粒子少、壁面温度较低，粒子表面的黏度不足以捕获、黏住撞击壁面的大颗粒，所以主要以小颗粒为主。随着留在表面上的沉积越积增厚，黏性增加，当遇到高温烟气中大颗粒碰撞壁面或碱金属硫酸盐及氯化物凝结在壁面上时，二者就发生聚团现象，并逐步增大。
较多的沉积降低了此处受热面的换热性能，壁面温度升高，沉积表面熔化，黏性增加，黏结越来越多的飞灰颗粒，从而出现了沉积聚团现象。最终覆盖整个表面。
受热面上形成的沉积是由大小不一的颗粒黏结在一起形成的聚团，聚团之间有一些小孔，表面形状呈蜂窝状部分，聚团的颗粒表面出现熔化现象，黏性增加，为沉积的进一步增长提供了有利条件。当烟道气中的大颗粒遇到具有较大黏性的沉积面也会被捕获。
具体来说，沉积的形成主要是秸秆中的灰分在燃烧过程中的形态变化和输送作用的结果，其形成过程可分为颗粒撞击、气体凝结、热迁移及化学反应四种。
秸秆成型颗粒燃料的燃烧过程中，在炉膛内气流的作用下，烟道气中粒径较大的颗粒由于惯性撞击受热面，撞击受热面的颗粒一部分被反弹回烟气中，另一部分粘贴在受热面上形成沉积。
随着壁温的增高及沉积滞留期的延长，沉积层出现了烧结和颗粒间结合力增强的现象。在较高的管壁温度作用下，沉积层的外表面灰处于熔化状态( Nielsen，1998)，黏性增加，当烟道气气流转向时，具有较大惯性动量的灰粒离开气流而撞击到受热面的壁面上，被沉积层捕捉，沉积层变厚。
当重力、气流黏性剪切为以及飞灰颗粒对壁面上沉积的撞击力等破坏沉积形成的共同作用力超过了沉积与壁面的黏结力时，沉积块就从受热面上脱落，这种脱落的沉积块在锅炉上称为塌灰（垮渣），一般的塌灰将使炉内负压产生较大波动，严重塌灰将会造成锅炉灭火等事故。
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