微膨胀耐火可塑料的性能与应用.docx

微膨胀耐火可塑料的性能与应用P rop e r ty an d A p p lica t io n o f M ic ro 2exp an dab leR ef rac to ry P la s t ic M a te r ia l蒋永亮( 河北省电建二公司, 石家庄市, 050021) 摘 要 电力建设研究所研制了微膨胀耐火可塑料, 随后在此基础上又研制了快硬微膨胀耐火可塑料。 这 2 种材料在炉墙保温工程中被广泛应用, 性能稳定, 效果明显, 无超温和大面积积灰现象, 无裂纹 和变形, 强度和其他性能符合规范要求。微膨胀耐火可塑料的缺点是硬化时间长, 材料易结块硬化; 快硬微膨胀耐火可塑料弥补了前者的不足, 性能更好, 可推广使用。 关键词 耐火可塑料 快硬 微膨胀 性能 应用( 1) 未干燥好的材料怕水, 雨季无法施工,延误工期; (2) 材料浇注后, 强度跟不上, 无法上 人进行后续施工, 影响施工进度; (3) 材料表、里 干燥速度不一致, 产生应力, 造成表面裂纹, 影 响工程质量和工艺美观。112 快硬微膨胀耐火可塑料与前者相比, 快硬微膨胀耐火可塑料克服 了原有材料的不足, 除了上述特性外, 还具有以下特点:11211 物料状态。 改进型的可塑料是将骨料、 粉料、添加剂经严格配比及其他处理制成的袋 装散料, 使用时只需加入适量水拌匀即可。并可根据施工要求浇注成型或捣打成型。11212 固化时间短。 改进后的可塑料, 固化时 间一般为 (4 10) h , 也可根据施工需要进行调 节。 由于内掺添加剂, 固化速度大大提高, 同时 表、里一致, 无表面裂纹产生。另外, 快速固化后 的砌筑体, 不怕雨淋, 即使在雨季也可以施工, 提高了工程质量和进度。11213 储存、运输方便。该材料为袋装散料, 储 存、运输均很方便。如果不被水泡、雨淋, 可储存 (1 2) 年。微膨胀耐火可塑料是电力部电力建设研究所于 1986 年试制完成, 并通过部技术鉴定的科 研成果。 此项成果曾在火电厂炉墙保温密封工 程中被广泛推广应用。在使用过程中, 微膨胀耐 火可塑料既表现出一些良好的性能特点, 也暴 露出一些不足。后来, 该所又针对这些不足对其 进行改进, 并于 1995 年研制出新一代耐火可塑 料, 命名为“快硬微膨胀耐火可塑料”。现结合阳 泉河坡电厂、马头电厂及衡水电厂的锅炉密封 工程, 谈一下新、旧 2 种材料的性能、特点和使 用情况。1 2 种材料的特点和技术性能111微膨胀耐火可塑料该材料具有较好的高温性能, 如耐火度、热 震稳定性等; 在高、中、低温下均表现出较好的 强度; 在 1 200 以上使用时, 材料显示微膨胀性能, 并在冷却后表现出正的线变化。 该材料为泥膏状, 施工使用较方便, 但不易存, 如放置不当, 将结成硬块无法使用。 该材料干燥时间过长, 一般需要 ( 15 20)d, 因此产生如下弊端:收稿日期: 1997- 10- 2920电力建设1998 年第 3 期11214用量省。 该材料为干粉料, 所含水分极少, 因此比前者的用量省 14 左右。113技术性能及对比为了便于比较, 我们将耐火混凝土、微膨胀 耐火可塑料及快硬微膨胀耐火可塑料的技术性 能列于附表。煤器等部位。 其特点和不足主要表现为以下 3个方面:21211 材料强度高。以往炉顶密封一般设计为 耐热混凝土浇注, 其强度普遍偏低, 尤其是它的 中 温 ( 600 1 200) 强度与干燥强度相比下降率为 ( 40 20) % ( 如图 1) , 加之锅炉运行 工况不稳引起炉膛增压及炉墙振动等原因, 使 得混凝土炉墙在不到 1 个大修期的时间内, 就 出现龟裂, 甚至损坏的现象。致使保温层被窜出 的烟气灼损, 造成炉顶漏烟、漏灰, 温度严重超标, 工作人员无法进行检修和维护。采用了微膨 胀耐火可塑料后, 情况大有改观。 因为, 该材料 具有较高的强度, 无论是在高、中、低温下都是 如此 (如图 2)。 从图 1 与图 2 的对比中可以看出, 在同一温度下, 两者的强度相差 15 M P a 左 右。另外, 耐火混凝土在 800 时, 强度下降加快, 在 1 000 左右降到最低, 约 10 M P a。可塑 料强度从常温开始到最后均呈上升趋势, 远远高于耐火混凝土, 所以不易产生上述现象。附表3 种材料的技术性能注: 3 指材料具有一定强度的时间。2 微膨胀耐火可塑料的使用情况211 河坡、马头电厂锅炉简介河坡电厂 1、2 号炉是武汉锅炉厂设计、生 产的 210 th 锅炉, 呈 形布置。 单机容量为100 M W 。马头电厂四期 8 号炉是武汉锅炉厂生产的D G2670 th 锅炉, 单机容量 200 M W 。 锅炉为 全悬吊式, 呈 形布置。燃烧室、尾部烟道左右 墙均由膜式水冷壁组成, 为膜式敷管炉墙结构。 省煤器区域为护板炉墙。 前炉顶采用内护板式敷管炉墙结构。 炉顶穿墙管都用梳形板及微膨 胀耐火可塑料密封, 顶棚角部接缝除用耐热钢 板迭封外, 还采用薄板密封措施。212 使用情况在河坡电厂 1、2 号炉及马头电厂 8 号炉的 施工中, 微膨胀耐火可塑料主要被用于炉顶、省图 1 混凝土强度随温度变化情况图 2 可塑料强度随温度变化情况注: 1 微膨胀耐火可塑料, 2 快硬微膨胀耐火可塑料项目耐火浇注料改进前改进后体积密度(gcm - 3 )凝结时间3 h抗压强度M Pa 110 24 h800 3 h1 400 3 h抗折强度M Pa 110 24 h800 3 h1 400 3 h热震稳定性次1 000 含水率%耐火度荷重软化温度016 %4 %热膨胀率%600 800 1 000 烧后线变化%1 400 213 21415 24201425516415912 152 41 680 1 7001 0101 030- 011- 0115- 012- 0142211 212 (7 20) d291835371710158131215 1513 151 650 1 6709651 070014801500152+ 2131213 2144 1030456719211719182013 152 41 690 1 7101 0401 090014901760150+ 21461998 年第 3 期电力建设2121212 具有热膨胀性。 如图 3 所示, 3 条曲线分别为该材料 3 次加热的热膨胀线。 首次加热 时, 随着温度的提高材料受热膨胀; 当加热至1 300 时, 膨 胀 曲 线 几 乎 垂 直 上 升, 膨 胀 加 剧, 这是兰晶石膨胀作用的结果, 但若使用温度达不到 1 300 时, 则 无 此 作 用; 当 温 度 降 低 后, 残余膨胀率为 016 % 。第 2 次、第 3 次加热 的热膨胀率, 基本无大变化, 说明该材料反复加 热和冷却是稳定的, 这对使用是有利的。但普通 耐火混凝土则无此变化过程, 其受热线变化情况如图 4 所示。 正因为可塑料具有受热膨胀的 性能, 所以用于穿墙管时, 随着管排的受热膨 胀, 而相应变化, 减少裂缝, 使密封处更加严密。21213 良好的施工性能。炉顶穿墙部位的密封一直是施工人员最难解决的问题之一, 也是影 响锅炉环境最厉害的部位。以往使用混凝土时, 因穿墙管多而密, 施工部位狭窄, 模板无法支 严, 使浇注的混凝土跑浆现象严重, 故引起强度下降。另外, 地方狭小, 浇注后无法进行养护, 也 是影响强度的原因之一。 这些问题由于受设计 和材料的限制, 多年来未能从根本上解决。采用 微膨胀耐火可塑料后, 因其粘结性好, 又属捣打 类材料, 施工时无需支模, 只是把物料分层捣实, 就可以保证其施工部位的严密性。为使穿墙 处密封效果更好, 在捣实后的材料上, 用硅酸铝 耐火纤维堵塞 1 层, 这样更有利于密封和防止 热损失, 基本解决了穿墙部位超温、漏灰的问 题。但 是该材料硬化时间长( 15 20)d , 施工后防止雨淋是一个令人头疼的问题。另外, 敷设后产生表面裂纹, 影响工艺美观, 储存期内材 料结块硬化, 无法使用, 也是亟待解决的问题。 为此, 电力建设研究所又开发了新一代耐火可塑料, 即“快硬微膨胀耐火可塑料”, 并在衡水电 厂予以应用。快硬微膨胀耐火可塑料的使用3情况311衡水电厂锅炉简介衡水电厂 1、2 号炉是北京巴布科克威尔 科克斯有限公司生产的 B & W B 102518132M型 锅 炉, 是 引 进 美 国 B & W 公 司 RB 锅 炉 技术, 并符合 A SM E 标准的亚临界中间再热自然 循环锅炉。 其布置形式也是“”形, 全露天布置。312使用情况在衡水电厂 1、2 号炉的施工中, 除了将微 膨胀可塑料用于卫燃带外, 还将快硬微膨胀可塑料用于炉顶, 收到了令人满意的效果。 用于卫燃带上的微膨胀可塑料, 粘结力强,可一次捣固成型, 减少了施工环节, 这是其优 点; 但由于固化时间长, 施工材料整体下堆, 薄厚不均, 影响质量, 故必须适当 (下转第 47 页)图 3可塑料的热膨胀曲线图 4混凝土的线变化曲线1998 年第 3 期电力建设47养成节约用电、合理用电的好习惯, 使电力资源优化配置。( 2) 经常使用广告等促销活动, 转变人们 的传统观念。耗电高的家用电器, 例如电气化厨 房、电采暖器等常被人们视为高档品, 少有问 津。 如今, 这些产品价格特别低廉, 让一般家庭 均能接受 (有补贴)。尽管如此, 还很难让用户去 使用, 因为他们不注重这些, 观念没有改变, 这 时就需对电力、煤炭、煤气、天然气进行比较, 进 行宣传, 说明电力作为二次能源没有污染、爆炸 和中毒危险, 安装费、检修费便宜, 使人们转变 观念。( 3) 新产品的开发和 2 个替代的回转。 起 初, 天然气对电力、煤炭的替代, 构建和培育起 电力市场。 随后, 电力商品反过来又对煤气、天 然气、煤炭进行替代, 这一过程叫做“2 个替代 的回转”。如何实现回转? 这就需要开发新产品。 家庭两用小电锅炉既可采暖又可“烧饭”。此锅炉造价不高, 非常适合农村普及, 免去每家1 个、效率极其低下、污染环境的“小锅炉”。 家庭用电气化厨房的造价稍高一些, 适合城市居民使用。它可实现对煤气、天然气厨房的 替代, 避免由于泄漏、爆炸、中毒窒息而引起的不利因素, 安装、使用、维护费用也比较高。 工业用电锅炉的开发, 替代现有的燃煤锅炉和燃气锅炉, 使之提高效率, 减少环境污染, 同时利用低谷电, 可以大大降低成本。 此外, 还 可减轻安装、运行、维护的工作量, 使自动化水平进一步提高。引导用户合理用电。 例如利用低谷廉价电 制冷制冰, 高峰时停用, 用已制成的冰进行制 冷。这样既可以减小峰谷差, 同时也可以大大减 小成本。构建配用电贸易公司, 可将其他单位富裕 下来的人员吸纳进来, 并采用各单位参股构建 的形式。(上接第 21 页)得以保证。加入快干剂才能使施工质量, 很好地控制了“三漏一大”现象的发生。结束语上述 2 种材料不但在施工使用时表现出较 好的性能, 在锅炉运行后, 仍然性能稳定, 效果 明显。 运行 1 年后, 经华北网局检查验收, 炉顶 表面平均温度为 42 , 无超温和大面积积灰现 象; 经过 1 个大修期的高温运行后, 材料的整体 性良好, 未发现裂纹和变形, 其强度及其他高温 性能也符合规范要求, 总体效果令人满意。通过 2 种材料在 3 个电厂的使用情况及自 身性能的比较, 我们认为:( 1) 在锅炉保温密封过程中, 除了设计是根本, 施工是保证外, 材料也起到了至关重要的 作用, 只有不断地开发和使用新材料, 才能使锅 炉密封质量不断提高;( 2) 微膨胀耐火可塑料在施工使用及技术 性能上, 比以往的耐火材料有很大进步, 但还存 在不足;(3) 快硬微膨胀耐火可塑料不但弥补了前者 的不足, 在技术性能上更有提高, 可以推广使用。4快硬微膨胀可塑料则不存在上述问题, 它是将骨、粉料及添加剂放在一起的袋装散料, 除 保持原来可塑料的一切特点外, 还具有以下特点: ( 1) 材料的固化时间短, 一般为 ( 4 10) h ,固 化后不怕雨淋; ( 2) 袋装干料, 便于储存、运 输。 所以, 可将其用于炉顶密封。施工时先在顶棚穿墙部