循环流化床锅炉燃烧绝大多数采用0~10 mm的煤粒。煤粒在流化床内有较长的停留时间并在炉内上下翻腾,反复冲击浇注料内衬,磨损浇注料内衬。故浇注料施工质量必须达到气孔小、气孔数量少、气孔率低,高密实度,表面光洁,如此才能增加工作层浇注料的耐磨性能并延长其使用寿命。
1、施工方法
循环流化床锅炉内衬浇注料施工,为了解决浇注料热膨胀及在烘炉时水汽的排除,采取“小模块”分格法施工,将内衬浇注料施工分格成尺寸约0.8 m×0.8 m的“小模块”,模块之间留有Z型施工缝,施工缝贴有2 mm陶瓷纤维。而锅炉各部位结构复杂,“小模块”模板支设比较复杂及困难,对模板支设质量精度要求高,浇注料施工进度较慢。
2、浇注料实验
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试块试验
施工前制作200 mm×200 mm浇注料试块,试验其加水量、初凝时间、气孔大小及气孔率、表面光洁度。通过试验发现其主要问题是表面气孔较大、较多、气孔率大、表面光洁度差,经过多次反复试验不能解决此问题。
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炉内施工试验
在外置床上按800 mm×800 mm的小模块尺寸支模,试验搅拌时间、加水量、运输时间、振捣、初疑时间、气孔大小及气孔率、表面光洁度。试验的结果也与试块试验一样,其主要问题仍是表面气孔较大、较多、气孔率大、表面光洁度差,达不到质量要求(图2)。
图1试块试验表面状况
图2炉内施工试验试件表面状况
3、分析研究
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气孔形成的原因
我们对浇注料试验各个环节进行逐一研究。发现在试验中对水的称量、搅拌时间、施工程序也未严格控制,浇注料在振捣中表面有气泡溢出。通过以上分析浇注料在施工中产生气孔主要原因有:加水量的多少,即加水量多气孔产生得多;使用水的水质不能与浇注料内各种物质发生化学反应;浇注料内各种物质在加水搅拌及振捣中发生反应而产生气体。
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水量及水质
试验时使用台称、量杯准确称量,严格控制加水量。首先使用生活用水、纯净水,以浇注料的理论加水量为基数,分别按每次增加及每次减少1%水量逐一试验,从1%~15%各做15组试验,发现加水量在变化,而浇注料表面的气孔数量、大小基本无明显变化。故通过此试验基本确定该浇注料产生的气孔与水量、水质无关,即水量、水质不是该浇注料产生气孔的主要原因。
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振捣时间
浇注料倒入模块后使用振动棒进行振捣,采取在不产生离析的前提下延长振捣时间,振捣时间从1 min开始,按每次增加1min逐分钟进行试验,从1~10 min做10组试验。在试验中发现浇注料表面的气孔大小、气孔数量、气孔率随振捣的时间增加而在减少,浇注料表面基本上看不到明显的气孔。通过试验确定施工振捣时间,振捣时间才是该浇注料施工产生较多气孔的主要原因(图3)。
图3合理振动时间试件表面状况
4、浇注料施工
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浇注料搅拌
该浇注料对施工温度要求严格,要求施工温度在30℃以下。而在夏季7~9月施工当地环境温度大多在30℃以上,为了确保浇注料施工质量,将浇注料存放在室内,搅拌站安置在锅炉结构下部避免太阳曝晒,并采取在施工用水中加入冰块降低水温至20℃以下,从而降低拌合料的温度。
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浇注料运输
浇注料的初凝时间为30 min。初凝时间较短,必须在15 min以内将拌合好的料运送到施工地点,尽量缩短运输时间,使用电葫芦、卷扬机、门架为垂直运输设备。
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浇注料入模
浇注料入模时应均匀布料,不得在一个位置连续倾倒浇注料,对于燃烧室与各部位接口处的异型浇注料模仓,浇注料入模只得在较小的范围内布料,应一边布料一边用小铁锹刨平。在入模时散落在已浇注的浇注料表面应即时清理干净,保证浇注料表面光洁。
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浇注料振捣
浇注料振捣时振动棒应缓慢拖动,让气泡均匀排除,但振动时间也不能过长,避免造成浇注料骨料与粉料的偏析。在浇注时安排专人检查模板支撑情况,预防出现胀模、漏浆。
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浇注料膜膜与养护
浇注料初凝12 h后可脱模,脱模时浇注料的强度应能保证脱模时其表面及棱角不损坏。一般应按模板支设顺序逆向拆除,即最后支设的最先拆除,最先支设的最后拆除。不得用力敲打模板及浇注料,以防损伤浇注料。对于各孔洞、通道处的模板,浇注料的强度应达到终凝强度的75%后方可拆除模板。浇注料在拆除模板后应进行自然养护。
5、施工工艺及难点
浇注料施工工艺优点:表面光洁明亮、气孔率低、密实度高、浇注质量非常好、质量合格率达到95%以上。
施工工艺难点:模板必须使用高光洁模板,小模块分块间隔支模数量大、难度大、施工工序多、费工耗时,浇注料搅拌、运输、浇注、振捣质量要求严格。施工工期相对较长,施工成本相对较高。
五冶集团陕西分公司
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