發(fā)電廠排粉風機葉輪防磨工藝的選擇

舒勝

摘要：本文主要針對發(fā)電廠鍋爐排粉風機葉輪嚴重磨損和頻繁更換問題，進行了簡單的探討，分析其失效原因，并提出減少排粉風機葉輪磨損和延長使用壽命的措施，為鍋爐的安全穩(wěn)定運行提供保障，對其它電廠出現(xiàn)類似問題有借鑒作用。

關(guān)鍵詞：發(fā)電廠鍋爐；排粉風機；葉輪磨損

中圖分類號：TK228

隨著我國經(jīng)濟、社會的快速發(fā)展，工業(yè)化進程的加快，對能源行業(yè)的要求越來越高。鍋爐作為電廠生產(chǎn)中重要的能源設(shè)備，其高效、有序運行對電廠安全、穩(wěn)定生產(chǎn)起著重要的作用。本文針對湖北西塞山發(fā)電有限公司鍋爐排粉機葉輪嚴重磨損和頻繁更換的問題，進行了簡單的探討，分析其失效原因，并提出減少排粉風機葉輪磨損和延長使用壽命的措施，對其它電廠今后的運行維護提供參考，具有重要意義。

1 設(shè)備運行概況

湖北西塞山發(fā)電有限公司#1、#2鍋爐是武漢鍋爐廠提供的WGZ1004/18.34-1型鍋爐，額定蒸發(fā)量936.5t/h，出口蒸汽壓力18.34Mpa，過熱蒸汽溫度543℃。每臺鍋爐配置4臺排粉風機，其設(shè)計參數(shù)如表1：

排粉機的作用是保持制粉系統(tǒng)的通風平衡，并把細粉分離器分離出來的干燥劑（含10%左右的煤粉）一部分送至爐膛燃燒，另一部分送回制粉系統(tǒng)。由于干燥劑帶粉量大，導致排粉機葉輪嚴重磨損和頻繁更換，最短的壽命只有4個月，平均壽命不到一年。

2 排粉機葉輪磨損分析

排粉機將干燥劑送至爐膛燃燒和送回制粉系統(tǒng)的過程中，引起葉片的磨損失效，主要因素有：煤質(zhì)的好壞直接決定了排粉機葉輪的磨損程度；煤粉含量的高低決定了排粉機葉輪的磨損速度。如果磨損導致葉片磨透，將導致葉輪失去動靜平衡而產(chǎn)生強烈振動。排粉機葉輪磨損主要發(fā)生在葉輪的入口端，同時在葉片的入口和出口端靠近后盤形成一個三角形的磨損區(qū)域。

3 排粉機葉輪耐磨工藝及選擇

目前延長排粉機葉輪的使用壽命工藝，歸納起來主要有以下幾種：

（1）表面堆焊：采用耐磨電焊條在排粉機葉片磨損部位堆焊耐磨合金。但因為耐磨焊條質(zhì)量和工藝的差別，其耐磨性能和效果均不理想；而堆焊容易在葉片表面產(chǎn)生裂紋。

（2）表面涂覆：在排粉機葉片表面磨損部位涂覆或粘接高分子耐磨材料。

（3）熱噴涂（焊）：采用等離子噴涂方法或氧乙炔火焰，在排粉機葉片磨損表面噴涂陶瓷或碳化鎢或者噴焊鎳基+碳化鎢合金。但其受到噴涂材料和工藝的限制，耐磨效果并不明顯。

（4）表面鑲嵌或焊接陶瓷：將耐磨工程陶瓷利用鉚釘或特殊焊接工藝復合在排粉機葉片表面上。這種工藝增大了葉片的厚度，增加了葉輪的重量，有可能造成排粉機過負荷運行。

（5）表面粘貼耐磨陶瓷：將耐磨工程陶瓷利用高強度耐高溫膠粘劑在排粉機葉片表面上。

經(jīng)過對采用粘貼陶瓷工藝電廠的了解，認為陶瓷粘貼技術(shù)比較成功，而且瓷片厚度僅為1.5毫米，對葉輪的重量影響不大，不會影響制粉電耗，決定試用陶瓷粘貼技術(shù)，對#3爐排粉機葉輪進行耐磨處理。

4 排粉機葉輪粘貼陶瓷片的可行性分析

耐磨陶瓷在電廠制粉系統(tǒng)得到廣泛的應用，其耐磨性能也得到充分肯定。

（1）耐磨陶瓷的性能

作為耐磨材料使用的陶瓷主要有氧化鋁、碳化硅、氮化硅及氧化鋯等。其主要特點是價格便宜，密度小，耐磨性能優(yōu)異。一般采用冷壓燒結(jié)的氧化鋁陶瓷塊硬度為HRA88，比重3.65，耐磨性是高鉻鑄鐵的5倍左右，普通碳鋼的200倍左右。在排粉機上使用，陶瓷片的厚度只有1.5mm，每平方米（10000片）的重量只有5.5公斤。在排粉機葉片的入口處，可以采用U型陶瓷塊，在迎風面尺寸可以達到6mm。相對于一般的熱噴涂及堆焊材料，因最大厚度只有1mm-3mm，因此，陶瓷的耐磨性能完全可以達到預期的目標。

（2）膠粘劑性能校核

雖然排粉機運行溫度只有80℃，但排粉機葉輪的核定轉(zhuǎn)速比較高有1450r/min，而且是在帶硬質(zhì)顆粒的高速沖刷氣流作用下工作，要求膠粘劑具備一定的耐高溫性能，同時具有一定的抗剪強度和抗老化性能。據(jù)此配制的膠粘劑主要性能如下：抗剪強度分別為28MPa（室溫）及20 MPa（100℃）、10MPa（150℃）。膠粘劑的韌性介于陶瓷與金屬之間，固化后不收縮。 經(jīng)計算，在80℃溫度下，當一個直徑為Ф1800的排粉機葉輪以1450rpm轉(zhuǎn)動時，在葉輪最邊緣上一塊10×10×1.5 （mm）的瓷片受到的向心力為0.405（kgf），而此時膠粘劑所能提供的抗剪力為360（kgf）（100℃），粘接力的大小是瓷片受到向心力的888倍，可見膠粘劑具有極高的粘接保險系數(shù)。

5 經(jīng)濟效益分析及效果

以往排粉機葉輪運行約2個月就開始出現(xiàn)葉片入口、出口部位磨損，需要停風機補焊。因為補焊破壞了母材整體強度和塑性，在運行中又頻繁出現(xiàn)裂紋，需重復補焊，造成了惡性循環(huán)。一般新的葉輪運行8到12個月就無法再進行補焊處理，只能更換處理。按換一臺葉輪3萬元計，8臺排粉機一年為24萬元。#2爐2013年6月份大修，排粉機采用了陶瓷防磨葉輪運行，至今4年時間，多次對排粉機葉輪進行檢查，未發(fā)現(xiàn)耐磨瓷片有脫落的現(xiàn)象，同時瓷片沒有明顯磨損的痕跡，耐磨性能、粘接強度達到預期效果。電廠采用陶瓷防磨葉輪工藝后，大大降低了檢修成本，其經(jīng)濟效益和社會效益是非?？捎^的。

6 綜述

文章針對鍋爐排粉機葉輪磨損和頻繁更換問題，從耐磨工藝、可行性、經(jīng)濟性幾方面進行分析，采用耐磨陶瓷-金屬復合工藝，成功地將耐磨陶瓷應用在排粉機葉輪的防磨上，使排粉機葉輪的使用壽命得以提高，為電廠排粉機葉輪的耐磨防磨提供了一種有效可靠的方法。但由于引起電廠鍋爐設(shè)備磨損失效因素眾多，解決的辦法多種多樣，本文只是進行了簡單的探討，要構(gòu)建科學性、系統(tǒng)性、合理性的電廠鍋爐設(shè)備管理體系，還需要進一步的研究，以提出更合理、科學、操作性強的改良措施。

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