送風(fēng)機葉輪開裂原因分析及焊補

于波

【摘 要】葉輪機是火電廠工作中不可缺少的設(shè)備之一，也是重要的鍋爐輔助設(shè)施，其在工作中運行是否安全、穩(wěn)定直接關(guān)系到火電廠發(fā)電機組的運行安全和經(jīng)濟性能。本文就某火電廠送風(fēng)機葉輪開裂現(xiàn)象進(jìn)行分析，提出了其產(chǎn)生原因以及焊補方法，并對其中其中存在的質(zhì)量問題進(jìn)行研究和總結(jié)。

【關(guān)鍵詞】火電廠；鍋爐；送風(fēng)機；葉輪

面對科學(xué)技術(shù)高速發(fā)展的今天，我國各火電廠的發(fā)電形勢、鍋爐運行效率都存在著極大的不足和缺陷，因此就需要在工作中積極探索和研究機組的節(jié)能新技術(shù)、新方法，從而尋找送風(fēng)葉輪機的優(yōu)化措施和改進(jìn)建議，向新科技要工作效率、以節(jié)約理念的應(yīng)用提升工作效益、以管理工作的完善來提高其設(shè)備的運行模式。因此在目前的送風(fēng)葉輪機工作中，我們需要從多個角度去分析和總結(jié)，針對目前工作中存在的質(zhì)量問題加以研究和總結(jié)，從而提出全面系統(tǒng)的工作理念和工作模式。

1.送風(fēng)機葉輪概述

送風(fēng)機是供給鍋爐燃料燃燒所需要空氣的一種主要的輔助設(shè)施和輔助手段，也是目前工作中最為關(guān)鍵的重點工作流程和工作模式。送風(fēng)機在目前的應(yīng)用中主要是想鍋爐內(nèi)部輸入燃料所使用的二次風(fēng)以及磨煤機所需要的干燥風(fēng)，其在應(yīng)用的過程中通常都是由進(jìn)氣箱、風(fēng)機外殼、軸承箱以及轉(zhuǎn)子共同組成的。而葉輪作為轉(zhuǎn)子中最為關(guān)鍵的部分，其通常都是以焊接的形式存在的，因此，葉輪質(zhì)量較強，慣性較小，其主要是固定在主軸之上進(jìn)行固定，并且有鎖母進(jìn)行鎖緊固定，并且在應(yīng)用中確保葉輪自徑為1000。

2.某火電廠送風(fēng)機葉輪開裂現(xiàn)象分析

某電廠在工作的過程中是采用2×200MW機組工程來進(jìn)行工作的，其選用的鍋爐主要是以DG670/13.9.19型鍋爐為主。但是在使用了一段時間之后進(jìn)行分析的時候，其在應(yīng)用的過程中仍然是一種長度為150mm，葉輪厚度為12mm的裂縫現(xiàn)象，給企業(yè)的生產(chǎn)效益和生產(chǎn)質(zhì)量到來了一定的影響，同時也造成了該產(chǎn)品可焊性能的降低，使得整個葉輪工作受到影響。

2.1送風(fēng)機葉輪開裂原因分析

2.1.1焊接方面的原因

由于目前的火電廠工作中，大多數(shù)的葉輪在應(yīng)用的時候都是以焊接方式存在的，其在轉(zhuǎn)子運轉(zhuǎn)的過程中必然會受到各種因素的影響而出現(xiàn)質(zhì)量問題。通過對某火電廠鍋爐送風(fēng)機葉輪開裂問題進(jìn)行分析，其中出現(xiàn)問題主要是以薄弱部位為主，其常常在焊接的過程中出現(xiàn)一定的熱量影響，由此可以發(fā)現(xiàn)平衡塊的焊熱影響到兩臺送風(fēng)機風(fēng)輪的薄弱部位，也造成了該葉輪機在運行中裂縫的出現(xiàn)與擴大，更是產(chǎn)生了裂縫進(jìn)一步加深和擴大的現(xiàn)象。因此在目前的焊接工作中，我們對于焊接組織性需要進(jìn)行全面系統(tǒng)的分析，并且根據(jù)工作中存在的種種質(zhì)量問題加以總結(jié)和研究，從而使得送風(fēng)強度以及韌性降低。在此運行過程中在受到外力和焊接應(yīng)力的共同影響下，整個外力的存在極容易形成焊縫出現(xiàn)一定的開裂，給日后安全運行留下一定的隱患。經(jīng)過多年的工作實踐和總結(jié)得出，在目前的工作中，送風(fēng)機葉輪是否平衡直接關(guān)系到預(yù)熱處理記錄以及焊接裂縫現(xiàn)象，其對于預(yù)熱處理中存在的焊接裂縫也有著一定的不足和缺陷。

2.1.2運行方面的原因

根據(jù)送風(fēng)機性能特性.低開度下運行將使送風(fēng)機內(nèi)部氣流處于不穩(wěn)定狀態(tài)，當(dāng)送風(fēng)機處于不穩(wěn)定工作區(qū)運行時。可能會出現(xiàn)流量、風(fēng)壓的大幅度波動。引起整個系統(tǒng)裝置劇烈振動。若長時間在此不穩(wěn)定區(qū)工作。會導(dǎo)致葉輪不斷發(fā)生超負(fù)荷振動而產(chǎn)生金屬疲勞.從而導(dǎo)致葉輪前盤從焊接熱影響區(qū)薄弱部位開裂；隨著裂紋開裂長度的增長，振動進(jìn)一步加劇使送風(fēng)機保護動作而停機。從運行數(shù)據(jù)中了解到，調(diào)試中送風(fēng)機曾經(jīng)長時間在低開度下運行.因此送風(fēng)機葉輪在調(diào)試中的振動也是造成開裂的原因之一。

以上運行數(shù)據(jù)，看此次風(fēng)機裂紋產(chǎn)生的主要原因足岡為風(fēng)機長時間在低開度下運行，根據(jù)風(fēng)機性能特性，低開度下運行將使風(fēng)機內(nèi)部氣流處于不穩(wěn)定狀態(tài)，當(dāng)風(fēng)機處于不穩(wěn)定工作區(qū)運行時，可能會出現(xiàn)流量。風(fēng)壓的夫幅度波動，引起整個系統(tǒng)裝置劇烈振動.并伴隨著強烈的噪聲。從修復(fù)后在現(xiàn)場試轉(zhuǎn)的情況看，風(fēng)機在其開度為15%時整個系統(tǒng)壓力忽離忽低，管路的氣流隨之強烈波動，即產(chǎn)生了喘振現(xiàn)象。而喘振將使風(fēng)機性能惡化，嚴(yán)重時會使風(fēng)機系統(tǒng)裝骨破壞。因此.這也可能是風(fēng)機產(chǎn)生裂紋的一個原因，放風(fēng)機不允許在喘振區(qū)工作。若長時間在此不穩(wěn)定區(qū)工作會導(dǎo)致葉輪不斷發(fā)生超負(fù)倚振動并產(chǎn)生疲勞破壞，從而最終導(dǎo)致葉輪前盤裂，隨著裂紋開裂長度的增長，振動進(jìn)一步加劇使風(fēng)機保護動作而停機。而喘振是送風(fēng)機和管路系統(tǒng)共同決定；一般喘振之前首先要產(chǎn)生旋轉(zhuǎn)脫流，二者的界限及影響因素目前仍是研究的澡題。目前防止和消除喘振的措施存選型和運行時使工作點避開喘振區(qū)；如設(shè)骨放氣閥，使通過風(fēng)機流量小致過小，采用適當(dāng)?shù)恼{(diào)節(jié)方式，使風(fēng)機穩(wěn)定工作區(qū)擴大；控制管路容積，避免促成喘振的客觀條件等。某公司的送風(fēng)機出口風(fēng)箱的容積同鄭州新力公司的風(fēng)箱相比確實有點偏小，這也可能是引起風(fēng)機裂紋的一個原因。為此某公司對送風(fēng)機葉輪及風(fēng)箱進(jìn)行了加同處理；在運行方面某公司盡量避免在小開度運行風(fēng)機.盡饋使用變頻，少用工頻運行風(fēng)機等。

2.2送風(fēng)機葉輪裂紋焊補工藝

WH60高強度鋼焊接性能較差.容易產(chǎn)生淬硬組織。所以在焊前一般需進(jìn)行預(yù)熱，焊后要進(jìn)行熱處理消除應(yīng)力。根據(jù)送風(fēng)機葉輪的實際情況（裂紋長約150mrn，前盤厚度12mm），采用焊前適當(dāng)預(yù)熱、焊后火焰加熱熱處理消除應(yīng)力并保溫緩冷的措施，為防止葉輪變形采用雙面對稱焊接（分葉輪內(nèi)、外側(cè)焊接）工藝。其修復(fù)工藝如下：

（1）在裂紋頭部鉆咖（8～10）ram的止裂孔，以防止裂紋延伸。

（2）選用CHE557焊條，焊前經(jīng)350℃烘焙1h。使用時用保溫筒保存，隨用隨取。

（3）沿裂紋方向用角向磨光機打磨葉輪前盤內(nèi)側(cè)裂紋，并延伸至止裂孔位置，打磨寬度為8～10m，深度為6mm左右，V型坡口；焊前對坡口及周圍20岫的范圍內(nèi)清除油、銹等。

（4）焊前用火焰加熱方式對焊補部位預(yù)熱150℃左右；焊接電源直流反接，焊條選用64.0mm，焊接電流為130～140A。焊接時采用短弧操作；焊完后采用火焰加熱方式進(jìn)行熱處理。加熱溫度650℃，加熱30min左右然后保溫緩冷。冷至室溫后用角向磨光機對焊補部位焊縫進(jìn)行打磨。打磨至與母材平齊。

（5）用（3）、（4）的操作方法對葉輪前盤外側(cè)開裂部位進(jìn)行修復(fù)，與內(nèi)側(cè)焊補部位對稱焊接，以減少葉輪的變形。

（6）用西30～40mm的圓鋼圍成圓環(huán)，圓環(huán)外徑距離前盤出口邊（即葉輪外圓的邊緣）約60～80mm。用等距離隔段焊接的方法將其焊在風(fēng)機葉輪的前盤上（焊接工藝與前面裂紋的焊補工藝相同）。以增加送風(fēng)機葉輪的剛性，防止再次產(chǎn)生裂紋。

（7）用著色探傷的方法檢查焊補部位，沒有裂紋即可。

（8）隨機轉(zhuǎn)動葉輪，檢查葉輪平衡。

3.結(jié)束語

該單位送風(fēng)機葉輪經(jīng)現(xiàn)場修復(fù)后，兩臺送風(fēng)機在各開度下試轉(zhuǎn)，風(fēng)機的振動狀況良好。振動值均在廠家要求的范圍內(nèi)。修復(fù)后運行至今未出現(xiàn)裂紋。 [科]