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火電廠鍋爐排粉風機的磨損特點

2019-4-3 6:35:49點擊:

排粉風機是我國大部分火電廠鍋爐用來輸送燃煤粉末的重要輔機設備。由于在運行過程中多采用負壓供粉方式,大量硬質煤粉粒子高速沖刷風機工作面,造成風機工作面上金屬材料快速磨損,其最終后果是排粉風機的某些部件如葉輪轉子、機殼襯瓦、葉片等需要更換或報廢。調查表明,一般火電廠的排粉風機易磨損部件的更換周期多為半年,磨損情況較嚴重的為兩到三個月。顯然維護和檢修的工作量是很大的,而且還伴隨著金屬材料的消耗和人力物力的花費。可見,延長排粉風機耐磨部件的更換周期,是一項很重要的課題。

耐磨合金風機葉輪

圖(1)耐磨合金風機葉輪

觀察磨損后的排粉風機葉輪,可以發現其磨損的一般規律:在風機葉片的進風口部位多被磨盡。此種磨損引起排粉風機葉片面積減小,出力降低,是導致排粉風機葉輪報廢的直接原因。而在其余部位的磨損是金屬葉片被磨薄,甚至于磨穿,造成漏風,影響出力,這是導致排粉風機葉輪報廢的又一原因。

對磨損后的排粉風機葉片取樣,用顯微鏡觀察,可以看到其表面被煤粉粒子劃出的溝痕,還可以看到煤粒嵌入了金屬表面,在煤粉粒子劃出的溝痕末端可以看到金屬堆積。更進一步的觀察和分析,可以得出金屬材料的這種磨損機理:

磨損的風機葉輪
圖(2)磨損的面目全非的風機葉輪

首先,硬質煤粉粒子高速打擊金屬材料表面,由于其動能較大,而金屬表面的硬度又相對較低,煤粉粒子就可能射入金屬表面深處,并滑行一段距離后又反彈離開,這就在金屬表面留下劃痕。同時由于金屬材料具有延塑性,劃痕的兩側受擠壓向外翻卷,從而在劃痕末端形成堆積。煤粉粒子大量沖擊使得受沖擊部位的金屬不斷翻卷,堆積,如此反復最終延性斷裂。其宏觀積累效應就表現為金屬的磨損流失。這種現象一般稱為“犁溝現象”。

粉塵在風機葉輪殼體表面滑行磨損犁溝現象

圖(3)粉塵在風機葉輪殼體表面滑行磨損犁溝現象

其次,煤粉粒子大量沖擊的時間積累效應表現為受沖擊部位承受的是一種高頻撞擊,金屬晶格不斷的受壓、變形,造成內部金屬鍵被破壞,形成內部裂紋。此長期結果是從金屬基體上剝離、脫落下許多金屬微粒,造成金屬的破壞。此種磨損形式一般稱為“赫茲斷裂”。

風機磨損赫茲斷裂

圖(4)風機葉片表面粉塵沖擊磨損赫茲斷裂

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