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【編者按】作者多年從事加氣混凝土生產(chǎn)，對(duì)采用電廠過(guò)熱蒸汽有相當(dāng)?shù)捏w會(huì)和經(jīng)驗(yàn)，并由此為企業(yè)獲得了經(jīng)濟(jì)效益，現(xiàn)不嗇賜稿，提供借鑒。需要說(shuō)明的是，文章僅為該企業(yè)條件下的經(jīng)驗(yàn)，并未進(jìn)行系統(tǒng)的研究，參考采用時(shí)切勿照?qǐng)D索驥，還應(yīng)以試驗(yàn)為基礎(chǔ)，質(zhì)量為目標(biāo)，共同完善該技術(shù)。

蒸壓加氣混凝土生產(chǎn)中可謹(jǐn)慎使用“過(guò)熱蒸汽”（上）

揚(yáng)州市金秋建材集團(tuán)  鄭延年

蒸壓加氣混凝土制品（以下簡(jiǎn)稱(chēng)加氣制品)生產(chǎn)過(guò)程中的水化和熱化反應(yīng)，是制品形成的兩個(gè)最主要的化學(xué)反應(yīng)。在這兩個(gè)反應(yīng)過(guò)程中,熱能的主要提供者——蒸汽，是決定反應(yīng)速度和反應(yīng)質(zhì)量的關(guān)鍵因素。而蒸汽的溫度、壓力、焓值(表征系統(tǒng)中的總能量，即內(nèi)能和壓力位能之和)，決定了不同蒸汽有不同的品質(zhì)。筆者根據(jù)自身的專(zhuān)業(yè)知識(shí)和從事加氣制品生產(chǎn)的多年實(shí)踐，略抒對(duì)使用“過(guò)熱蒸汽”的一孔之見(jiàn)。

一、蒸汽固有的三種狀態(tài)

液體水在有限的密閉空間中受熱蒸發(fā)時(shí)，液體分子通過(guò)液面進(jìn)入上面空間，成為蒸汽分子。由于蒸汽分子處于紊亂的熱運(yùn)動(dòng)之中，發(fā)生相互無(wú)規(guī)則碰撞，并和容器壁以及液面發(fā)生碰撞，在碰撞過(guò)程中，有的蒸汽分子會(huì)降溫凝結(jié)——“冷凝水”，被液體分子吸收或容器壁所吸引，受重力作用重新返回液體中成為液體分子。

液態(tài)水開(kāi)始蒸發(fā)時(shí)，進(jìn)入密閉空間的分子數(shù)目多于返回液體中分子的數(shù)目，隨著蒸發(fā)的繼續(xù)進(jìn)行，密閉空間蒸汽分子的密度不斷增大，因而返回液體中的分子數(shù)目也在增多。當(dāng)單位時(shí)間內(nèi)，進(jìn)入空間的分子數(shù)目與返回液體中的分子數(shù)目相等時(shí)，則蒸發(fā)與凝結(jié)處于動(dòng)平衡狀態(tài)。這時(shí)雖然蒸發(fā)和凝結(jié)仍在進(jìn)行，但空間中蒸汽分子的密度不再增大，此時(shí)的狀態(tài)稱(chēng)為飽和狀態(tài)，在飽和狀態(tài)下的液體稱(chēng)為飽和液體，其對(duì)應(yīng)的蒸汽是飽和蒸汽。

最初蒸發(fā)的只是“濕飽和蒸汽”，待飽和水中的水分完全蒸發(fā)后才是“干飽和蒸汽”。從濕飽和蒸汽到干飽和蒸汽，除了增加蒸汽壓力（密度)，其蒸汽溫度不會(huì)增加。當(dāng)對(duì)干飽和蒸汽繼續(xù)加熱，則蒸汽溫度會(huì)上升，成為“過(guò)熱蒸汽”，這時(shí)溫度已與壓力無(wú)直接對(duì)應(yīng)關(guān)系，但蒸汽的內(nèi)能則在不斷的增加 。

從以上過(guò)程中我們可以清楚地看到，從飽和蒸汽到“過(guò)熱蒸汽”的過(guò)程，是蒸汽溫度不斷升高的過(guò)程，也是蒸汽系統(tǒng)中的總能量——“焓值”，不斷提高的過(guò)程。

二、兩種常用蒸汽的主要指標(biāo)

按現(xiàn)行行業(yè)設(shè)計(jì)和企業(yè)使用習(xí)慣，在加氣制品生產(chǎn)過(guò)程中，我們通常使用的是兩種類(lèi)型的蒸汽，即加氣生產(chǎn)企業(yè)自備鍋爐制備的飽和蒸汽（1.0-1.3MPa）和電廠供應(yīng)的“過(guò)熱蒸汽”（1.0MPa左右），其關(guān)聯(lián)指標(biāo)主要是壓力、溫度和焓值。   

從上表可以看出：過(guò)熱蒸汽在壓力不變的情況下，溫度和焓值兩者為正比關(guān)系。

以上指標(biāo)我們可以看到：兩種蒸汽在相同溫度情況下，過(guò)熱蒸汽的焓值高于飽和蒸汽，即過(guò)熱蒸汽的總能量高于飽和蒸汽。

三、蒸汽在加氣制品生產(chǎn)過(guò)程中的作用

 1.加氣制品的生產(chǎn)過(guò)程中，主要有三方面使用蒸汽：

（1）前期半成品在澆注機(jī)和模框里面的化學(xué)反應(yīng)，所需的熱量主要來(lái)源于鈣質(zhì)材料——生石灰，其次來(lái)源于用蒸汽對(duì)料漿的加溫。對(duì)蒸汽的壓力沒(méi)有特別要求，只要能讓蒸汽在管道中順暢流動(dòng)就行。

（2）在靜養(yǎng)室和預(yù)養(yǎng)房，是用蒸汽散熱系統(tǒng)或水循環(huán)散熱系統(tǒng)對(duì)固有環(huán)境加熱。對(duì)蒸汽的壓力沒(méi)有特別要求。

（3）在蒸壓釜內(nèi)的養(yǎng)護(hù)，被稱(chēng)為“恒溫恒壓養(yǎng)護(hù)”，需要蒸汽壓力達(dá)到1.3MPa以上，溫度到190℃左右。

 2.蒸汽進(jìn)入蒸壓釜內(nèi)對(duì)加氣制品的作用

（1）加熱過(guò)程中的加氣制品的化學(xué)變化：半成品進(jìn)入蒸壓釜內(nèi)，在不斷輸入蒸汽加熱的情況下，不間斷進(jìn)行復(fù)雜的水化和熱化反應(yīng)，從而完成組成制品材料中的主要硅、鈣原素的化學(xué)反應(yīng)全過(guò)程，形成加氣制品。

（2）加熱過(guò)程中的加氣制品的物理變化：由于不斷輸入蒸汽對(duì)制品加熱，導(dǎo)致制品在釜內(nèi)的“體溫”不斷升高，使原來(lái)半成品中含量40%以上的“低度水”，部分陸續(xù)汽化遷移出制品，并與輸入的高溫蒸汽分子及釜壁和模板碰撞進(jìn)行冷熱交換，產(chǎn)生液態(tài)水因重力作用流淌到釜底，使進(jìn)釜半成品部分“脫水”。

無(wú)論是自備鍋爐自產(chǎn)蒸汽，還是使用電廠供應(yīng)的蒸汽，其管道和蒸壓釜均必須嚴(yán)格按規(guī)范做好保溫，借以減小管（釜）壁與大氣熱交換的降溫成度，減少蒸汽分子碰撞“冷管（釜）壁”產(chǎn)生的降溫?fù)p失；并在管道（釜）的下方按規(guī)范安裝自動(dòng)疏水閥，及時(shí)排泄管道中的“冷凝水”，以確保輸入蒸汽中不含“水”、確保蒸壓釜內(nèi)的“冷凝水”及時(shí)排出，使成品的含水量與半成品相比，降低5~15%。

四、對(duì)加氣制品生產(chǎn)過(guò)程中蒸汽溫度和壓力的思考

 1.加氣制品在釜中進(jìn)行復(fù)雜的水化熱化反應(yīng)時(shí)，為加速反應(yīng)過(guò)程，提高反應(yīng)效果，需要在不斷輸入蒸汽加熱的條件下進(jìn)行，并使釜內(nèi)制品體溫在達(dá)到一定的區(qū)間溫度時(shí)，達(dá)到最佳反應(yīng)效果。

筆者認(rèn)為：給加氣制品的水化熱化反應(yīng)過(guò)程加熱，本質(zhì)上用的是蒸汽的能量——焓值，對(duì)蒸汽的壓力沒(méi)有所謂的“恒壓”要求，只要求壓力能讓蒸汽順暢流進(jìn)釜內(nèi)帶進(jìn)熱量即可。飽和蒸汽中一定的溫度需要對(duì)應(yīng)的壓力來(lái)支撐，即飽和蒸汽需要壓力來(lái)維持蒸汽密度和溫度，而半成品在蒸壓釜中的“恒壓”的實(shí)際是對(duì)蒸汽“恒溫”的保證。當(dāng)然，壓力高有利于蒸汽滲入坯體。

 2.釜內(nèi)半成品物理和化學(xué)變化過(guò)程中，我們的“行業(yè)教材（講義)”中講，釜內(nèi)溫度要達(dá)到174.5~213℃。但筆者認(rèn)為：我們還需作進(jìn)一步的思考：

（1）加氣制品生產(chǎn)過(guò)程中的化學(xué)反應(yīng)，根據(jù)不同的的原材料配比和水料比（因?yàn)樗谋葻岽?、汽化熱高），制品?nèi)升溫時(shí)間與蒸汽溫度的關(guān)系有哪些？加氣制品生產(chǎn)過(guò)程中的化學(xué)反應(yīng)，在不同的原料配比和水料比的情況下，恒溫多少時(shí)間才能完成全部反應(yīng)過(guò)程，延長(zhǎng)或縮短恒溫時(shí)間，對(duì)制品質(zhì)量的哪些指標(biāo)有多大的影響？

（2）加氣制品生產(chǎn)過(guò)程中的化學(xué)反應(yīng)，在相同的溫度條件下，制品多大的含水量為最適宜？最小含水量是多少？加氣制品生產(chǎn)過(guò)程中的物理變化，需要用高溫蒸汽來(lái)加快體內(nèi)水分向體外遷移的速度，溫度赿高遷移赿快，我們要生產(chǎn)出合格的加氣制品，不影響化學(xué)反應(yīng)的最高極限溫度是多少？

 以上這些都是我們還需要進(jìn)一步研究的課題，它直接影響加氣制品的反應(yīng)速度和質(zhì)量。只要上述等問(wèn)題得到了有效解答的權(quán)威參數(shù)，就不需要再討論什么“幾周轉(zhuǎn)”的問(wèn)題了，筆者也覺(jué)得這是對(duì)現(xiàn)行加氣制品生產(chǎn)理論的豐富和完善。

 3.半成品中所含的水份，進(jìn)釜前基本上都在70℃左右，而成品中所含的水份，現(xiàn)行工藝制度下，水化熱化反應(yīng)完成時(shí)，基本上都在185℃以上。也就是說(shuō)每一立方米加氣制品在蒸壓養(yǎng)護(hù)過(guò)程中，有65-90公斤的“體內(nèi)水”要通過(guò)蒸汽加熱被汽化后排出“體”外，大量耗用了蒸汽能量。如何能及早排出半成品體內(nèi)的“低溫水”，從而快速提高反應(yīng)溫度，加速反應(yīng)過(guò)程，提高反應(yīng)質(zhì)量，節(jié)約蒸汽能耗成本，這些都應(yīng)該作為我們加氣人在生產(chǎn)工藝上的永遠(yuǎn)有效的追求方向。