離心風(fēng)機(jī)磨損與防磨技術(shù)綜述
來源： | 責(zé)任編輯：admin | 發(fā)布時(shí)間： 2018-05-22
1 前言
離心風(fēng)機(jī)是電廠的主要輔助設(shè)備之一，其耗電量約占電廠發(fā)電量的1.5%～3.0%，由于鍋爐排放的煙氣或制粉系統(tǒng)氣流中含有一定數(shù)量的塵粒，因而普遍存在引風(fēng)機(jī)、排粉機(jī)磨損問題。其他還有很多場合，使風(fēng)機(jī)運(yùn)行在含有固體顆粒的環(huán)境中。固體顆粒隨著氣流進(jìn)入葉輪，會(huì)引起磨損、沉積等問題，進(jìn)而影響機(jī)械性能，縮短壽命，甚至引發(fā)重大事故。因此，這類葉輪機(jī)械的磨損核沉積是工程界亟待解決的問題。
據(jù)有關(guān)部門統(tǒng)計(jì)，1990～1992年，我國100MW及以上機(jī)組中，因電站風(fēng)機(jī)故障造成的非計(jì)劃停運(yùn)和非計(jì)劃降低出力造成的電量損失，在機(jī)組各類部件中，按等效非計(jì)劃停運(yùn)小時(shí)占機(jī)組總等效非計(jì)劃停運(yùn)小時(shí)的百分比大小排列的順序、大小及平均年損失電量分別是：1990年：(1)200MW機(jī)組(統(tǒng)計(jì)臺(tái)數(shù)101臺(tái))鍋爐送風(fēng)機(jī)和引風(fēng)機(jī)分別排列第6位和第7位，分別占總等效停運(yùn)小時(shí)的5.09%和4.94%;平均每臺(tái)損失電量8032.89MW·h和7794.61MW·h;(2)300MW機(jī)組(統(tǒng)計(jì)臺(tái)數(shù)25臺(tái))的鍋爐引風(fēng)機(jī)排列第5位，占總等效停運(yùn)小時(shí)的4.17%，平均每臺(tái)年損失電量8948.6MW·h;(3)600MW機(jī)組(統(tǒng)計(jì)臺(tái)數(shù)2臺(tái))鍋爐引風(fēng)機(jī)排列第10位，占總等效停運(yùn)小時(shí)的3.17%，平均每臺(tái)損失電量為35052MW·h。1991年和1992年統(tǒng)計(jì)的數(shù)據(jù)與此類似。由這些統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)可見，我國大容量電站風(fēng)機(jī)故障所造成的電量損失是很大的。通過對(duì)這些風(fēng)機(jī)故障的分析研究表明，其中50%以上都是由于風(fēng)機(jī)的磨損而造成的。
2 離心風(fēng)機(jī)葉輪磨損機(jī)理與磨損形式
2.1 磨損機(jī)理
磨損現(xiàn)象包含著許多復(fù)雜因素，它往往是多重機(jī)理綜合作用的結(jié)果。塵粒進(jìn)入葉輪后與壁面相互作用，在離心流道的進(jìn)口區(qū)域和整個(gè)軸向流道內(nèi)，塵?；旧鲜窃跉饬鞯膴A帶及自身慣性的綜合作用下，以非零攻角在碰撞壁面，然后又反彈進(jìn)入流道內(nèi)，這樣引起的壁面材料磨損是典型的沖蝕磨損。而在離心流道的出口區(qū)域內(nèi)，塵粒在流道內(nèi)運(yùn)動(dòng)了較長的一段距離，大部分和壁面發(fā)生過多次碰撞，基本上沿著壓力表面滑動(dòng)或滾動(dòng)，并對(duì)著壁面有一定的壓力作用，這樣造成的背面材料的磨損屬于擦傷式塵粒磨損，塵粒在壓力面附近區(qū)域的集中更加劇了塵粒磨損的危害程度。
2.2 磨損形式
2.2.1 磨粒磨損
凸凹不平的接觸表面，因相對(duì)運(yùn)動(dòng)下的銼削效應(yīng)或界面間分散的固體顆粒的研磨作用所導(dǎo)致的磨損。它對(duì)葉輪磨損的程度影響最大。在風(fēng)機(jī)中固體顆粒以一定的速度與零件表面作相對(duì)運(yùn)動(dòng)就會(huì)引起磨粒磨損。
2.2.2 吸附磨損
研究表明，在其它條件相同時(shí)，即使提高加工表面的加工精度等級(jí)和潔凈度，使彼此貼合更好，但其磨損并不降低，反而因界面貼近，分子吸附作用顯著，加重了界面的磨損，稱此為吸附磨損。
2.2.3 沖刷磨損
因固體顆粒對(duì)金屬表面的沖刷而引起的表面擦傷。
2.2.4 疲勞磨損
由于表面疲勞應(yīng)力(或溫度或沖擊)引起表面裂紋或鱗屑脫落所致。
總之，從損壞的葉輪來看，各種形式的葉輪磨損的情況及部位不盡相同。但磨損形式主要為以上幾種且都為局部磨損。磨損的部位主要在葉片的工作面和靠近后盤處。
3 防磨措施
針對(duì)不同的磨損形式，可以將防磨措施分為以下幾種。
3.1 對(duì)葉片表面進(jìn)行處理
對(duì)葉片表面可以進(jìn)行滲碳、等離子堆焊、噴涂硬質(zhì)合金、粘貼陶瓷片處理。
這些方法的共同優(yōu)點(diǎn)是增加了葉片表面的硬度，從而在一定程度上提高了葉片的耐磨性，但各種方法均存在各自的缺點(diǎn)。滲碳工藝難度大，實(shí)際滲碳時(shí)，滲碳層的部位和厚度要由葉片厚度和磨損情況以及滲碳工藝決定;堆焊時(shí)葉片變形大，而且反復(fù)焊接會(huì)導(dǎo)致葉面產(chǎn)生裂縫，易產(chǎn)生事故;噴涂時(shí)涂層的厚度很難確定好;粘貼陶瓷片的效果比較好，但價(jià)格高。
3.2 表面噴涂耐磨涂層
這種方法操作簡單，成本低，但涂層磨損快，一次大約使用3～5個(gè)月。
3.3 改進(jìn)葉片結(jié)構(gòu)
共有將葉片工作面加工成鋸齒狀、變中空葉片為實(shí)心葉片、葉片加焊防磨塊等方法，這些都可以在一定程度上降低葉輪的磨損。
3.4 前置防磨葉柵
在最易磨損處安裝防磨葉柵后，可以阻止粒子向后盤及葉根處流動(dòng)，從而將粒子的集中磨損轉(zhuǎn)化為均勻磨損，提高了葉輪的耐磨性，延長了風(fēng)機(jī)的使用壽命。
3.5 改善氣動(dòng)設(shè)計(jì)
合理選用風(fēng)機(jī)進(jìn)風(fēng)口形狀，設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)保證葉輪最小入口相對(duì)速度，盡量降低通風(fēng)機(jī)的轉(zhuǎn)數(shù)，選擇適當(dāng)?shù)娜~輪流道形狀，使葉片進(jìn)口到出口的弧度的曲率半徑由小漸大，這樣能減少固體顆粒與葉片的撞擊機(jī)會(huì)。
3.6 使用高效除塵裝置
使風(fēng)機(jī)在凈化的氣流中，以降低磨損。
4 結(jié)論
雖然目前風(fēng)機(jī)防磨方法很多，但大多數(shù)是局部的和被動(dòng)的，一種既經(jīng)濟(jì)又切實(shí)可行的防磨方法亟待提出。從氣動(dòng)設(shè)計(jì)的角度出發(fā)，通過改變粒子軌跡，從根本上降低磨損是風(fēng)機(jī)防磨措施的發(fā)展方向。
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(文章來源：中國風(fēng)機(jī)技術(shù)網(wǎng))
