大型循环流化床锅炉防磨材料及工艺研究(3)

图$烧结温度对显气孔率的影响

图%烧结温度对线变化率的影响

温，对于耐磨浇注料这一类致密高强型材料，应适当延长.’’&!’’(的烘烤时间，其烘烤曲线见图)’。

!*/*/水用量

水用量直接关系到浇注料的性能。水用量不够，会导致不完全水合、耐火度降低、施工作业性下降、炉衬产生干燥夹杂物分层等。但现场施工时，由于时间、温度、水质等因素的影响，水用量

通常都比规范值偏高。

第$期李健等大型循环流化床锅炉防磨材料及工艺研究!(!

图!"致密浇注料衬体的烘烤曲线

主要对水用量偏多的情况进行了研究，实验结果如图!!%!&所示。可以看出，随着水用量的增加，材料的性能严重恶化：强度大幅下降，水用量增加#’()，耐压强度下降幅度达#*’*)%+,’-)，抗折强度下降幅度达(*’*)%*&’()，当水用量增加&’()时，耐压强度最低值仅为正常试样的$’-)，抗折强度最低值仅为正常试样的!$)；体积密度下降，显气孔率上升。

图!!

加水量对烧后耐压强度的影响

图!#加水量对烧后抗折强度的影响

图!$

加水量对烧后体积密度的影响

图!&

加水量对烧后显气孔率的影响

水用量的增加造成浇注料性能恶化的机理是由于水的密度.!’"/012$3比骨料的密度.$’"/012$左右3小得多，即使增加少量比例的水.按重量3，这些水在物料中将占据较大比例的体积，当材料成型烘烤后，水份充分溢出，其原来所占据的位置就变成

空洞，导致材料疏松，进而造成强度大幅下降，耐磨性下降等。

因此，现场施工时应严格遵守材料施工规范中的水用量推荐值，不能图施工方便任意更改该数值，否则将造成严重的后果。

,’#’$减水剂

减水剂能分散、湿润和润滑水泥颗粒，达到减水增强的目的，对浇注料具有塑化作用或反絮凝作用，起着降低拌和物用水量的作用，或在用水量不变的情况下起到增大流动性的目的。

选择45型减水剂，对其用量进行实验，发现未加减水剂的试样拌和极为困难，只有额外加入水

才具备施工作业性。而加入!)减水剂的试样拌和性、成型性都很好，加#!)减水剂的试样在拌和性

!"’东方电气评论第!#卷和成型性方面与!%的相似。

减水剂用量对浇注料强度的影响如图!"、!&所

示。未加减水剂的试样由于拌和困难，不得不增加

拌和水的量，因而导致强度大幅下降；加入!%减

水剂的试样强度明显提高；而减水剂用量增至’!%

时，在低温段强度与!%的试样相近，在高温段强

度明显低于!%的试样。

图!"减水剂用量对烧后耐压强度的影响

图!&减水剂用量对烧后抗折强度的影响

因此，在现场使用减水剂时，应将其均匀地溶

解于拌和水中使用，而不应直接投入物料中再加拌

和水，否则会造成减水剂分布不均匀，导致减水剂

未起到应有的效果或炉衬局部高温性能下降。

&(’()缓凝剂

缓凝剂是能延缓浇注料凝结和硬化时间的外加

剂，其作用机理有两种：!形成络合物，缓凝剂与

结合剂解离出的正离子形成络合物，抑制了水化

物、反应产物结晶析出或抑制晶粒的生长；"形成

薄膜，缓凝剂吸附于水泥粒子表面形成薄膜，阻止

了水泥粒子与水接触，抑制了水化反应速度。

选择*+型缓凝剂，对其用量进行了实验。如图!#所示，随着缓凝剂用量的增加，浇注料的初凝时间延长，但用量过多时，浇注料的终凝时间严重滞后，将影响施工进度。图!#缓凝剂用量对初凝时间的影响缓凝剂用量对强度的影响见图!$、!,。随着缓凝剂用量的增加，试样的强度降低，尤其是在高温段下降幅度更大。图!$缓凝剂对烧后耐压强度的影响图!,

缓凝剂对烧后抗折强度的影响

第5期李健等大型循环流化床锅炉防磨材料及工艺研究#&5

因此，现场施工中只有在因环境温度较高，浇注料的初凝时间不能满足施工要求时，才能使用缓凝剂，并应严格控制用量。同样地，缓凝剂也必须溶于水中使用。

$%!%&水质

水质是决定浇注料宏观性能和施工作业性的一个重要因素。当水的碱度、硬度、溶盐含量高于一定水平时，浇注料的施工作业性将严重恶化。该实验在拌和水中添加了’(’)!、*+’)!、,(’)杂质，其’)-含量均为&""".#"-$，以研究’(!/、*+!/、’)-对浇注料的影响。

实验结果表明’(!/对浇注料的施工作业性影响最大，使浇注料的凝结时间大大缩短，并且流动性、成型性都变得极差，耐压、抗折强度也比正常试样降低了01%!234#%42，见图!"、!#。

图!"水质对烧后耐压强度的影响

图!#

水质对烧后抗折强度的影响

拌和水中大量的*+!/的存在对浇注料的凝结时间有明显影响，但比’(!/的作用更弱，在破坏流动性和成型性能与’(!/相似，且强度也有一定下降，见图!"、!#。

加入,(’)的试样的流动性、成型性能也比正常试样差（图!"、!#）。

这些杂质造成浇注料施工作业性和宏观性能变差的原因：!’(!/、*+!/离子对浇注料具有促凝作用，尤其是’(!/离子的促凝作用更为明显；"大量’)-的加入使得物料中的胶体电位平衡被破坏，从而导致物料的流动性发生改变。

因此，现场施工首要的步骤之一是检查水质，若水质不符合要求，应采取净化措施。

$%!%$拌和均匀程度

拌和不均匀所造成的最大危害是水泥结合剂发生偏析，其实验结果如图!!、!5所示。可以看出，在低温段随着水泥含量的增加，浇注料的强度也增

图!!水泥用量对烧后耐压强度的影响

图!5

水泥用量对烧后抗折强度的影响

加，其中水泥含量为"%&!2的试样的强度仅相当于

正常试样6水泥含量!27的!"235"2；随着烧结温度的升高，水泥含量低的试样强度不断上升，而水泥含量较高的试样在高温段的强度有所下降，并且在#"""8以上其强度值落在了水泥含量为"%&!2的试样之下。

+(’东方电气评论第+&卷

从实验结果分析：如果水泥结合剂由于拌和不均匀发生偏析，那么在水泥含量较少的炉衬部位的早期强度会严重偏低，在烘炉前这些部位就会成为薄弱点，容易在外力!如意外撞击、炉体震动等"的作用下发生破坏。同样，水泥含量偏多的部位将在锅炉运行的高温状态下成为薄弱点。

#$%$&养护温度

浇注料成型初凝后，置于何种养护制度下养护十分重要。实验结果见图%’、%(。

图%’养护温度对烧后耐压强度的影响

图%(

养护温度对烧后抗折强度的影响可看出，养护温度过高或过低都造成浇注料的强度下降。其中)*养护时，由于温度很低，浇注

料的水化反应和凝聚反应不充分，致使强度下降；而()*养护条件下，由于浇注料在养护早期失水过

多造成结构疏松，并且水化热难以散失造成组织结构被破坏，因而强度下降。

因此，在浇注料炉衬初凝后，应在+(,%(*的温度下，用湿麻袋覆盖，定时喷水雾，养护-天，才能使炉衬获得较好的强度。

&应用前景

./0燃烧技术是一项新兴的燃烧技术，已在电站锅炉、工业锅炉和废弃物处理利用等领域得到广泛的应用。目前，作为清洁燃烧技术代表的./0，正向大型化的方向发展，并被大力推广，具有很好的市场前景。

该研究工作的开展，实现了./0防磨耐火材料的国产化，可满足()12级、+))12级等大型./0的设计、生产、施工和运行需要，促进了国内耐火材料行业的发展，为国家的电力建设节约大量的资金。

3结论

!+"./0的失效形式主要有磨损和剥落两种，在

燃用烟煤的./0中，炉衬主要的失效形式是剥落；

!%"就耐磨非金属这一类脆性材料而言，正面冲击磨损比平行冲刷和斜冲击磨损更具破坏性；

!-"现场施工因素对不定形防磨耐火的性能有很大的影响，应加以严格控制；

!’"该研究项目所开发的防磨、耐火、保温材料性能达到了设计要求，可满足燃用烟煤的./0需要；

!("使用国产防磨耐火材料代替进口，既可满足使用要求，又具有良好的经济效益和社会效益。作者简介：

李

健!+4&%—"，男，毕业于北京科技大学，东方锅炉!集团"

股份有限公司材料研究所工程师，主要从事金属腐蚀与防护以及“2”火焰锅炉和循环流化床锅炉的耐火、防磨材料的研究开发工作。

（收稿日期：%))-5)’5+’）

（下转第+#’页）

)+!东方电气评论第)/卷!结论

由于发电机绝缘受诸多因素影响，提高额定电先，且填补了国内空白。东电公司所设计和制造的汽轮发电机线圈已完全具备了替代国外产品并进军国际市场的能力，这对公司今后的发展，其意义和

影响是深远的。

作者简介：

刘松（)*+!—），男，)*,-年毕业于重庆大学电气工程系，就

职于东方电机股份有限公司，长期从事大型发电机绝缘研究及试验

工作，现负责空冷发电机的绝缘研究。压非常困难，因此目前国内"##$%级汽轮发电机额定电压通常不超过&#’(。大量的科研和试验工作，发现并解决了几个影响发电机电压提高的关键问题，使东电公司发电机绝缘的额定电压提高到了&!’(，填补了国内空白。该项技术目前在国内仅东电公司一家掌握，其较高的技术含量和科技附加值

是显而易见的。

&!’(级汽轮发电机线圈的制造不仅在东电公

司，在国内也是首次，它的制造成功使该公司线圈

制造能力跃上了新的台阶，线圈制造水平居国内领（收稿日期：&##".#".)!）

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