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離心風(fēng)機(jī)磨損與防磨技術(shù)綜述
更新時間:2014-11-17   點擊次數(shù):931次

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,19901992年,我國100MW及以上機(jī)組中,因電站風(fēng)機(jī)故障造成的非計劃停運和非計劃降低出力造成的電量損失,在機(jī)組各類部件中,按等效非計劃停運小時占機(jī)組總等效非計劃停運小時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)計臺數(shù)101)鍋爐送風(fēng)機(jī)引風(fēng)機(jī)分別排列第6位和第7位,分別占總等效停運小時的5.09%4.94%;平均每臺損失電量8032.89MW·h7794.61MW·h;(2)300MW機(jī)組(統(tǒng)計臺數(shù)25)的鍋爐引風(fēng)機(jī)排列第5位,占總等效停運小時的4.17%,平均每臺年損失電量8948.6MW·h;(3)600MW機(jī)組(統(tǒng)計臺數(shù)2)鍋爐引風(fēng)機(jī)排列第10位,占總等效停運小時的3.17%,平均每臺損失電量為35052MW·h1991年和1992年統(tǒng)計的數(shù)據(jù)與此類似。由這些統(tǒng)計數(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)運動了較長的一段距離,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或滾動,并對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,因相對運動下的銼削效應(yīng)或界面間分散的固體顆粒的研磨作用所導(dǎo)致的磨損。它對葉輪磨損的程度影響大。在風(fēng)機(jī)中固體顆粒以一定的速度與零件表面作相對運動就會引起磨粒磨損。
2.2.2 吸附磨損
  研究表明,在其它條件相同時,即使提高加工表面的加工精度等級和潔凈度,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
  針對不同的磨損形式,可以將防磨措施分為以下幾種。
3.1 對葉片表面進(jìn)行處理
  對葉片表面可以進(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。滲碳工藝難度大,實際滲碳時,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;堆焊時葉片變形大,而且反復(fù)焊接會導(dǎo)致葉面產(chǎn)生裂縫,易產(chǎn)生事故;噴涂時涂層的厚度很難確定好;粘貼陶瓷片的效果比較好,但價格高。
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35個月。

.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,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 改善氣動設(shè)計
  合理選用風(fēng)機(jī)進(jìn)風(fēng)口形狀,設(shè)計時應(yīng)保證葉輪小入口相對速度,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。
3.6 使用除塵裝置
  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)是局部的和被動的,一種既經(jīng)濟(jì)又切實可行的防磨方法亟待提出。從氣動設(shè)計的角度出發(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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