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屋頂負(fù)壓風(fēng)機(jī)_特殊工況風(fēng)機(jī)耐磨技術(shù)及應(yīng)用離心風(fēng)機(jī)葉輪磨損機(jī)理

　 引言

　　風(fēng)機(jī)產(chǎn)品在建材、冶金、電力、化工等行業(yè)，是生產(chǎn)線上不可缺少的關(guān)鍵設(shè)備。本文闡述了風(fēng)機(jī)在環(huán)境極為惡劣工況下運(yùn)行，如何保證用戶不因為風(fēng)機(jī)磨損而頻繁的停產(chǎn)維修、更換設(shè)備及造成諸多的經(jīng)濟(jì)損失。對風(fēng)機(jī)磨損問題進(jìn)行了深入研究，應(yīng)用了多種耐磨技術(shù)，解決了風(fēng)機(jī)易磨損一大技術(shù)難題。

　　1 　不同工況條件下風(fēng)機(jī)的磨損形式

　　風(fēng)機(jī)的磨損形式：①含塵氣流中磨料的微切削作用而產(chǎn)生的低應(yīng)力磨粒磨損;②含硬質(zhì)顆粒的運(yùn)動流體高速沖向設(shè)備表面形成的沖刷磨損[1];③腐蝕和磨損綜合作用下的腐蝕磨損。風(fēng)機(jī)的運(yùn)行工況比較復(fù)雜，磨損的類型也不相同。

　　(1)熱電廠多采用Y4-73系列引風(fēng)機(jī)，抽吸電廠鍋爐的煙氣。雖然在鍋爐尾部排煙處設(shè)置了除塵裝置，但還會在煙氣中攜帶部分具有一定溫度、細(xì)小堅硬的固體顆粒，致使風(fēng)機(jī)工作面長期承受著煤粉、礦石粉等硬質(zhì)顆粒的高速沖刷，造成了風(fēng)機(jī)機(jī)殼和葉輪等迎風(fēng)部位的嚴(yán)重磨損和沖刷。特別是有些熱電廠在引風(fēng)機(jī)前安裝脫硫型除塵器，煙氣中攜帶大量具有腐蝕性的水蒸汽，煙氣進(jìn)入風(fēng)機(jī)后受環(huán)境溫度的影響，在機(jī)殼內(nèi)金屬表面結(jié)成含有大量氧化物和硫化物的露點(diǎn)，與金屬發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，形成一定厚度的松脆腐蝕層，很容易被磨損掉，磨損又加快了金屬的腐蝕速度，腐蝕與磨損的共同作用，加速了風(fēng)機(jī)的損壞。

　　(2)燒結(jié)廠一般多采用雙吸入、雙支撐、錐形前盤、單板葉片，用于輸送燒結(jié)煙氣的主抽風(fēng)機(jī)。煙氣中含有尖角形狀硬質(zhì)顆粒的高濃度粉塵，這種混合氣體的溫度平均在150℃左右，最高溫度瞬時可達(dá)250℃。SJ8000以上風(fēng)機(jī)工作轉(zhuǎn)速為1000r/min;SJ8000以下的風(fēng)機(jī)工作轉(zhuǎn)速一般為1500r/min。在相同工況下，隨著風(fēng)機(jī)旋轉(zhuǎn)速度的增快，也就是含塵氣流對風(fēng)機(jī)迎風(fēng)面的磨粒磨損頻率增多，造成風(fēng)機(jī)迎風(fēng)面金屬磨損加劇。

　　2　 風(fēng)機(jī)易磨損部位

　　葉輪是風(fēng)機(jī)最易磨損的部件，風(fēng)機(jī)葉輪結(jié)構(gòu)型式不同，運(yùn)行工況不同，易磨損的部位也不盡相同。

　　2.1 　輪盤部易磨損部位

　　一般是在受含塵氣流沖刷較嚴(yán)重的鄰近葉片進(jìn)口根部的輪盤迎風(fēng)面。

　2.2　 葉片最易磨損的部位

　　(1)葉片進(jìn)口：在葉片進(jìn)口頭部正反兩面30~50mm寬度內(nèi)易發(fā)生磨損，靠近輪盤側(cè)比較嚴(yán)重至輪蓋方向逐漸減弱;

　　(2)葉片中部：在葉片迎風(fēng)面的中部，靠近輪盤側(cè)80~150mm寬度范圍內(nèi)易發(fā)生磨損;

　　(3)葉片出口處：從葉片迎風(fēng)面出口邊緣開始產(chǎn)生磨損，逐漸向葉片中部延伸，相同工況下風(fēng)機(jī)運(yùn)行的時間越長，葉片被磨損的就越簿越短，甚至順著輪盤方向從葉片根部全都磨穿。

　　風(fēng)機(jī)葉片易磨損部位示意圖，見圖1。

　　

 

　　1.葉片 2.輪盤 3.輪蓋 4.葉片出口易磨損部位 5.葉片進(jìn)口易磨損部位

　　圖 1 葉片易磨損部位示意圖
　2.3　 輪蓋易磨損部位

　　輪蓋迎風(fēng)面靠近葉片出口100~130mm長，與葉片成20°~25°的邊角處，嚴(yán)重時可在此處將輪蓋磨出三角形豁口。

　　3 　耐磨技術(shù)措施

　　風(fēng)機(jī)葉輪的磨損是一個十分復(fù)雜的物理過程，它與工作介質(zhì)、流體速度、粉塵濃度、顆粒硬度，以及風(fēng)機(jī)結(jié)構(gòu)形式，風(fēng)機(jī)焊接結(jié)構(gòu)采用的材質(zhì)等諸多因素都有關(guān)系。為提高風(fēng)機(jī)的耐磨性、延長風(fēng)機(jī)的使用壽命，根據(jù)風(fēng)機(jī)的工作條件、磨損類型，選擇相適應(yīng)的耐磨技術(shù)措施。

　　(1)對熱電廠Y4-73型鍋爐引風(fēng)機(jī)，主要采用在葉輪易磨損部位堆焊耐磨層的技術(shù)措施。

　�、僖话阍诟咝Ш笙驒C(jī)翼型葉片上附加低錳鋼制成的葉片襯板，在葉片進(jìn)口防磨圓鋼兩側(cè)增設(shè)防磨板;在特殊工況下運(yùn)行的風(fēng)機(jī)采用后向板型葉片代替機(jī)翼型空心葉片。

　�、谠谌~片頭部正反兩面50~70mm寬度、全部堆焊3~5mm厚耐磨層，以增加此部位的抗沖刷磨損。

　　③在葉片進(jìn)口高度1/2~2/3處開始堆焊單弧圓心角為60°的人字形波紋，寬度在10~15mm、高度在3~4mm的耐磨條，抵抗多方位煙塵介質(zhì)的沖刷，增強(qiáng)葉片的耐磨性。

　　(2)對燒結(jié)主抽風(fēng)機(jī)采用的耐磨技術(shù)措施。

　　①采取主動的防磨措施：合理地設(shè)計風(fēng)機(jī)結(jié)構(gòu)，增加導(dǎo)向裝置，改變含塵氣流的流動方向，盡量減輕粉塵顆粒對葉片的沖擊，以及分散磨損點(diǎn)等手段，增強(qiáng)葉輪的耐磨性,負(fù)壓風(fēng)機(jī)水簾。

　　②選擇具有高強(qiáng)度、高耐磨性的耐磨鋼板制作可更換的葉片襯板、輪盤易磨損部位的防護(hù)板,通風(fēng)除塵，靠材料自身的耐磨性與綜合力學(xué)性能滿足風(fēng)機(jī)的使用性。

�、鄄扇〗�(jīng)濟(jì)上實(shí)惠，工藝上簡單，堆焊速度是焊條堆焊速度的2~3倍、高效率，易操作的藥芯堆焊焊絲氣體保護(hù)堆焊技術(shù)。藥芯堆焊焊絲品種較多，選擇4個焊材廠家生產(chǎn)的9種藥芯堆焊焊絲，做工藝性試驗，之后分別委托哈爾濱焊接研究所、鄭州機(jī)械研究所做了相對耐磨性試驗，從中選用5種藥芯堆焊焊絲在風(fēng)機(jī)產(chǎn)品上試用1年多。從藥芯焊絲的工藝性、相對耐磨性、特定工況下使用性進(jìn)行比較，從中擇優(yōu)確定了2個生產(chǎn)廠家的3種焊絲做為風(fēng)機(jī)防磨損的堆焊材料。

　　視風(fēng)機(jī)運(yùn)行工況，在葉片堆焊圖中選一種堆焊形式，在葉片上堆焊耐磨層，見圖2。

　　

 

　　(a)粉塵濃度相對較高時采用 (b) 一般情況下采用
　圖2　　 葉片堆焊圖

　　按輪蓋堆焊圖(圖3)和輪盤堆焊圖(圖4)在易磨損部位堆焊耐磨層，以提高風(fēng)機(jī)的耐磨性。

　　

 ,工廠車間通風(fēng)降溫;

　　圖3 　輪蓋堆焊圖 　　　　　　　　圖4 　輪盤堆焊圖

　　(3)雙金屬復(fù)合耐磨板是用堆焊的方法在低合金鋼板上熔敷一定厚度的高耐磨合金，從而形成具有高耐磨性、高韌性的一種復(fù)合板。作為風(fēng)機(jī)的耐磨損材料提高風(fēng)機(jī)使用壽命具有重要的現(xiàn)實(shí)意義。從7家復(fù)合板廠家選取了9種雙金屬復(fù)合板加工耐磨試樣，委托哈爾濱焊接研究所、鄭州機(jī)械研究所做了硬度測定和相對耐磨性試驗，復(fù)合板硬度達(dá)到56~64HRC遠(yuǎn)大于Q345鋼板，相對耐磨性是Q345鋼板的5～9倍。雙金屬復(fù)合耐磨板表面質(zhì)量和相對耐磨性進(jìn)行比較，選擇3種雙金屬復(fù)合板做風(fēng)機(jī)耐磨材料。

　　對運(yùn)行工況特別惡劣，介質(zhì)顆粒堅硬、棱角鋒利，濃度大、流體速度高的風(fēng)機(jī)，依據(jù)風(fēng)機(jī)的工作溫度選擇在工作溫度下具有高耐磨性的雙金屬復(fù)合耐磨板做風(fēng)機(jī)葉片和機(jī)殼的耐磨襯板。

　4　 結(jié)論

　　研究了風(fēng)機(jī)運(yùn)行工況的特殊性，掌握風(fēng)機(jī)磨損類型、風(fēng)機(jī)磨損部位及分布情況，對熱電廠鍋爐引風(fēng)機(jī)、燒結(jié)主抽風(fēng)機(jī)等易產(chǎn)生磨損的風(fēng)機(jī)，根據(jù)不同工況條件采取了相適應(yīng)的耐磨技術(shù)措施。通過多年的推廣應(yīng)用，取得了良好的效果，極大限度地保證了風(fēng)機(jī)正常運(yùn)行，可延長風(fēng)機(jī)耐磨壽命3倍以上，雖然增加了一些制造成本，但適中的價格也同樣得到風(fēng)機(jī)使用廠家所認(rèn)可。


　　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(yùn)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。?
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