粉煤灰需水量比的影响因素及降低措施.pdf

第38卷第8期
华电技术
Vol38 No8
2016年8月
Huadian Technologv
4ug.2016
粉媟灰需水量比的影响因素及降低措施
张雪,陈仕国,王群英,贾鲁涛,李勇辉2
(1.贵州乌江水电开发有限责任公司,贵阳550002;2.华电电力科学研究院,杭州310030)
摘要:需水量比是评价燃煤电厂粉煤灰品质的重妟指标。介绍了粉煤灰的淢水效应,对细度、烧失暈和颗粒形态等影
响粉煤灰需水量比的因素进行了分析,介绍了目前国内外降低粉煤灰需水量的技术和方法,以提高粉煤灰品质,提升电
厂粉煤灰经济效益。
关键词:粉煤灰;需水量比;细度;烧失量;锅炉负荷
中图分类号:X773文献标志码:A文章编号:1674-1951(12016)08-0003-05
0引言
2影响粉煤灰需水量比的主要因素
粉煤灰是煤炭在锅炉中燃烧后,随烟气从锅炉2.1细度
尾部排出经收尘设备收集的固体颗粒,由于其具有
粉煤灰的细度是评价其品质的重妟指标之
形态效应、微集料效应、活性效应等,粉煤灰已成为通常以45m筛余量(%)作为粉煤灰细度指标。
水泥混凝土的重要①物掺合料3。作为现代商粉煤灰细度较大时,其颗粒表顧疏松多孔,蓄水能力
品混凝土的重要辅助材料之一,粉煤灰的需水量比强;同时,细小玻璃微琛较少,粉煤灰的滚珠轴承润
将影响新拌混凝上的工作性能以及硬化混凝上的力滑作用減弱,降低浆体的流动性,录致需水量比増
学强度和耐久性等+。
大的。武娬等人叫的粉煤灰细度与需水量比间关
粉煤灰需水量比是指按规定的水泥标准砂浆流系的研究结果如图1所示,粉煤灰的需水量比并不
动性试验方法,以30%粉煤灰取代硅酸盐水泥时所是随着细度的逐渐增大而增大,而是在一定范围内
需的水量与硅酸盐水泥标准砂浆需水量之比。需水随着细度的増大而増大。当45pm筛余量小于
量比是评价粉煤灰品质及影响其工程应用的重要物20%时,随着粉煤灰细度的增大,需水量比降低,与
理指标写,粉煤灰的需水量比越小,其工程利用价王述银等人の的研究结果并不一致。原囚可能是
值就越高。高品质粉煤灰减水效果岄显,可显著降不同来源粉煤灰品质存在较大差异,这也表明虽然
低混凝上的拌合用水量,提高混凝上品质,而低品质细度对粉煤灰需水量比影响很大,但并不能起到决
粉煤灰会増加混凝士的用水量,对混凝上性能广生定性作用,还需考虑其他因素(如烧失量)的影
不利影响?。
响。 M Thomas等人明在总结大量试验数据的基
础上,给出了烧失量一定的情况下,需水量Y与粉
粉煤灰的减水效应
煤灰细度X1(45m筛余量)之间的关系:当烧失量
高品质粉煤灰具有一定的减水效应,其减水机为3%~4%时,=88.76+0.25X1(相关系数
制有形态效应和微集料效应两种?。粉煤灰形态R2=0.86);当烧失量为5%~11%时,=89.32+
效应是指粉煤灰由其颗粒外观形态、表面性质、内部0.38X1(相关系数R=0.85)。
结构、颗粒级配等物理性状所产生的效应:粉煤灰微
上述两个关系式反映了粉煤灰需水量比与一些
珠呈球状,可起到滚珠轴承的作用,降低用水量;因索之间存在着一定的关系,且函数式的计算结果
而粗大、疏松、多孔、形状不规则的颗粒,则可吸附更与试验结果有较好的吻合度。但由于上述公式中的
多的水分,増加用水量。粉煤灰微集料效应取决于细度指标不一定有普遍意义,且影响粉煤灰需水量
固体颗粒的堆积状态,合理的颗粒级配可减少体系的因素较多,因此公式的实用意义不大。一般而言,
中的填充水量?。所以,控制粉煤灰的细度及粒径磨细粉煤灰的需水量比小于原状粉煤灰,若按上述
分布,可充分发挥其形态效应和微集料效应,起到良公式,则会得出相反的结果。磨细粉煤灰时,粉磨打
好的减水效果,提高水泥或混凝土性能
碎了粉煤灰中的多孔状无定型熔渣,減少了毛细管
吸水作用,同时也打碎了粉煤灰中的组合粒子,减
收稿日期:2016-07-01;修回日期:2016-07-15
少了开口空心颗粒,从而使得水泥浆体或新拌混凝
华电技术
第38卷
土的需水量比降低。
温度较高,煤粉燃烧比较充分,烧失量较小。
106
表1不同燃烧负荷产生的粉煤灰品质リ
105
27.6
负荷(燃煤量)
硫的质量
19.7
烧失量/%需水量比/%
102
分数/%
8100
52.657.31~8.69111-~1130.14
g
?98
9.3
96.6
6.12~7、3109~110
<0.14
98.60
4.67~5.39
109110
<0.14
9422
表2列举了世界上主要燃煤国家或地区要求的
粉煤灰烧失量。目前世界各国对应用于混凝土
90
10
20
中粉煤灰的烧失量均有限制,除了中国和俄罗斯的
细度/%
粉煤灰最大烧失量值较高以外,其他各国的粉煤灰
图1粉煤灰细度与需水量比的关系
烧失量标准值基本相似。
2.2烧失量
表2世界上主要燃煤国家或地区的粉媟灰
烧失量是表征未燃烧完全有机物(包括炭粒)数
最大烧失量要求
量的指标,烧失暈越大,表明粉煤灰中可燃物越多。
国家或地区
烧失量要求值/%
从粉煤灰用于水泥和混凝土掺合料的角度,粉
中国
煤灰烧失量对需水量比有一定的影响,烧失量大的
俄罗斯
标准煤:3~5;酸性煤:2~25
粉煤灰中残留炭多,而炭粒本身粗大多孔且无胶凝
澳大利亚
性,容易吸水,从而导致粉煤灰的需水量比增大。武
加拿大
斌等人研究认为,粉煤灰的需水量比随烧失量的
美国
F类:6(12D);C类:6
增大呈线性增大,相关系数R2高达0.90(如图2所
欧盟
A类:5;B类:2~7;C.类:4~9
示)。该研究结果表明,烧失量对粉煤灰的需水量
日本
有负面作用。此外,粉煤灰中过量的未燃炭降低了
弯非
混凝土中掺加的引气剂的引气效果,对混凝土的耐
注:①若性能记录或试验结某可信,F类粉煤灰的烧失量最
久性产生负面影响。因此,水泥和混凝土用粉煤灰
高可达12%。
对烧失量有严格的要求,烧失量过大的粉煤灰将增2.3颗粒形态
加拌制混凝土.时的用水量,从而降低混凝土强度和
粉煤灰需水量比与粉煤灰的颗粒形貌有很大关
耐久性。
系。高品质粉煤灰以球形颗箖为主,表面光滑
多孔组分很少。粉煤灰中表面光滑的球形颗粒越
104+y=58249+8731
R2=0.9002
多,相应需水量比越少,而多孔颗粒越多,则需水量
比也必然増加。图3为贵州华电桐梓电厂的粉煤灰
?98
长
原灰扫描电镜图。
96
94
煤粉炉炉臘内煤粉燃烧温度为1200~1500℃,
煤粉燃烧时,黏土物质熔融成微液滴,在炉内湍流的
90
,4
2.4
热空气作用下高速自旋,形成浑圆的硅铝球体,并随
烧失量/%
烟气被除尘器收集。因此,虽然各电厂锅炉燃烧条