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離心風機磨損與防磨技術綜述

發布時間:2018-04-18 04:58:00   瀏覽次數:821


      離心風機是電廠的主要輔助設備之一,其耗電量約占電廠發電量的1.5%~3.0%,由于鍋爐排放的煙氣或制粉系統氣流中含有一定數量的塵粒,因而普遍存在引風機、排粉機磨損問題。其他還有很多場合,使風機運行在含有固體顆粒的環境中。固體顆粒隨著氣流進入葉輪,會引起磨損、沉積等問題,進而影響機械性能,縮短壽命,甚至引發重大事故。因此,這類葉輪機械的磨損核沉積是工程界亟待解決的問題。
  據有關部門統計,1990~1992年,我國100MW及以上機組中,因電站風機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,在機組各類部件中,按等效非計劃停運小時占機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機組(統計臺數101臺)鍋爐送風機和引風機分別排列第6位和第7位,分別占總等效停運小時的5.09%和4.94%;平均每臺損失電量8032.89MW·h和7794.61MW·h;(2)300MW機組(統計臺數25臺)的鍋爐引風機排列第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機組(統計臺數2臺)鍋爐引風機排列第10位,占總等效停運小時的3.17%,平均每臺損失電量為35052MW·h。1991年和1992年統計的數據與此類似。由這些統計數據可見,我國大容量電站風機故障所造成的電量損失是很大的。通過對這些風機故障的分析研究表明,其中50%以上都是由于風機的磨損而造成的。??
2 離心風機葉輪磨損機理與磨損形式
2.1 磨損機理
  磨損現象包含著許多復雜因素,它往往是多重機理綜合作用的結果。塵粒進入葉輪后與壁面相互作用,在離心流道的進口區域和整個軸向流道內,塵粒基本上是在氣流的夾帶及自身慣性的綜合作用下,以非零攻角在碰撞壁面,然后又反彈進入流道內,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域內,塵粒在流道內運動了較長的一段距離,大部分和壁面發生過多次碰撞,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或界面間分散的固體顆粒的研磨作用所導致的磨損。它對葉輪磨損的程度影響最大。在風機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 對葉片表面進行處理
  對葉片表面可以進行滲碳、等離子堆焊、噴涂硬質合金、粘貼陶瓷片處理。
  這些方法的共同優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,而且反復焊接會導致葉面產生裂縫,易產生事故;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3~5個月。
3.3 改進葉片結構
  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,從而將粒子的集中磨損轉化為均勻磨損,提高了葉輪的耐磨性,延長了風機的使用壽命。
3.5 改善氣動設計
  合理選用風機進風口形狀,設計時應保證葉輪最小入口相對速度,盡量降低通風機的轉數,選擇適當的葉輪流道形狀,使葉片進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會。
3.6 使用高效除塵裝置
  使風機在凈化的氣流中,以降低磨損。
4 結論
  雖然目前風機防磨方法很多,但大多數是局部的和被動的,一種既經濟又切實可行的防磨方法亟待提出。從氣動設計的角度出發,通過改變粒子軌跡,從根本上降低磨損是風機防磨措施的發展方向。

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