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PVC水簾好_風機葉輪結(jié)構(gòu)及技術(shù)要求國內(nèi)首套引風機汽輪機項目正式
如何提高風機葉片的壽命(最起碼在鍋爐的一個大修期內(nèi)不發(fā)生磨損破壞)，是迫切需要解決的一個重要問題。作者根據(jù)風機使用的工作條件，對葉片磨損原因進行了分析，基于提高葉輪葉片壽命的需要，對葉片表面進行強化處理。選擇了堆焊方法及堆焊材料，確定了堆焊工藝，并應(yīng)用于生產(chǎn)實際，取得了令人滿意的效果。
1 風機葉輪結(jié)構(gòu)及技術(shù)要求
鍋爐機組的風機規(guī)格一般不統(tǒng)一，葉輪直徑在 (1 600～2 000) mm 之間。作者以直徑 1 600 mm 的排粉機葉輪為例加以說明。圖 1 為葉輪結(jié)構(gòu)示意圖。
圖 1 葉輪結(jié)構(gòu)示意圖
Fig.1 Scheme of the fan blade
對葉輪的技術(shù)要求：
(1) 后盤不平度≤0.5/100；
(2) 后盤外圓處端跳偏差≤4 mm；
(3) 圓盤外圓處徑跳偏差≤3 mm；
(4) 錐形前盤外圓處端跳偏差≤6 mm；
(5) 葉片出口工作面對后盤的不垂直度偏差≤1/100；
(6) 經(jīng)靜、 動平衡校正。
2 葉片強化方法及材料的選擇
磨損是一種與材料表面狀態(tài)有關(guān)的現(xiàn)象。要提高葉輪的壽命，必須對葉片表面進行強化，使其能經(jīng)受住磨損。
2.1 磨損原因分析
作者現(xiàn)場考察了已磨損葉片的表面狀況，發(fā)現(xiàn)磨損最嚴重的部位已成豁口狀(局部磨穿)，稍嚴重部位已磨成薄刃狀，其他部位的表面磨成一道道微細溝槽。根據(jù)現(xiàn)場工作條件，判定葉輪受到磨料磨損、 沖蝕磨損、 熱磨損等多重作用。其中，主要是受到磨料磨損，即微小的塵埃和煤灰等顆粒，在風壓作用下，對高速運轉(zhuǎn)的葉片表面進行了顯微切削，造成了葉片的磨損[1]。
2.2 選擇強化方法
就一般情況而言,水簾廠家，對工件表面進行強化的方法有多種，如滲碳、 刷鍍及等離子噴涂等。針對風機的使用工況及現(xiàn)場條件，可行的方法僅有氧乙炔噴焊及電弧堆焊。
在試板上分別進行了氧乙炔噴焊與電弧堆焊的對比試驗。噴焊(噴涂后重溶)加熱速度慢、 加熱時間長，導(dǎo)致試件變形嚴重，但稀釋率較低；而電弧堆焊加熱時間短，試件變形較小，但稀釋率較高。因葉輪的形狀及剛度等原因，葉輪變形后校形較困難，加之在生產(chǎn)制造葉輪的過程中，葉輪本身已有一定的制造偏差，故為保證葉輪的尺寸及形位偏差這一基本要求，采用變形較小的電弧堆焊方法。
2.3 選擇材料
受磨料磨損的工件,水簾風機，一般選用碳化鎢或高鉻合金鑄鐵作為堆焊材料。但采用電弧堆焊的方法，會使碳化鎢原始顆粒大部分熔化，在堆焊層析出硬度并不算高的含鎢復(fù)合化合物，影響耐磨性的提高；而采用高鉻合金鑄鐵作為堆焊材料，可使堆焊層含有 Cr7C3 高硬相，且其價格比碳化鎢便宜[2，3]。作者分別選擇了牡丹江、 天津、 哈爾濱三個廠家生產(chǎn)的堆焊材料進行了對比試驗，結(jié)果如表 1 所示。
表 1 堆焊材料對比試驗
序號 生產(chǎn)地 合金體系 堆焊后硬度 表面狀況
1# 牡丹江 Fe-Cr-B HRC>50 積瘤狀
2# 天 津 Cr-Ni-Si HRC43 平整
3# 哈爾濱 Fe-Cr-B HRC>50 平整
從表 1 可以看出，1# 材料堆焊后表面硬度高，但焊接工藝性能差，堆焊層表面呈“積瘤狀”、 不平滑；為避免在葉輪使用過程中，在“積瘤”處“掛灰”，破壞葉輪動平衡，故不采用。2# 材料堆焊后，雖然表面成型較平滑，但其硬度較低，因其耐磨性較差，故也不采用。3# 材料無論在表面成型，還是在表面硬度方面均較好，故選其為堆焊材料。
3 堆焊工藝及結(jié)果
3.1 堆焊工藝
工藝是影響堆焊質(zhì)量的重要因素。根據(jù)對葉輪的要求，把堆焊葉片的工藝重點放在了降低稀釋率和減少焊后變形這兩個方面。
3.1.1 降低稀釋率
堆焊層的稀釋率，反映了堆焊層中母材熔入數(shù)量的百分比。葉輪母材一般為 Q235 或 16 Mn。母材熔化后對耐磨合金材料起稀釋作用，會降低堆焊層合金化的效果，影響耐磨性。
在保證母材與耐磨合金相互熔合的前提下，降低稀釋率就是減少母材熔化量。為此，在正式堆焊葉輪前，進行了工藝試驗。作者分別采用不同規(guī)范參數(shù)對各組試件堆焊，然后比較各組的硬度值結(jié)果，選擇出較理想的工藝規(guī)范。
試驗時，把試件分成 6 組，每組 3 塊試板，試板尺寸為 120 mm×50 mm×6 mm；材質(zhì)與葉輪相同，均為 Q235；耐磨合金粉塊尺寸為 90 mm×30 mm× 3 mm；使用 AX1-500 直流弧焊機，采用直流正接(正接較反接熔深淺)；用直徑 10 mm 碳精棒作電極(電極直徑大，可減小電流密度)；特制加長焊把(減少碳弧對人體的烘烤)。每塊試板上堆焊一塊耐磨合金粉塊，堆焊層硬度值按每組試件平均值記錄。試驗結(jié)果如表 2 所示。
表 2 工藝規(guī)范對堆焊層硬度的影響
試件組 電流I/A 電壓 U/V 焊接時間 硬度(HRC)
1 280～300 25～30 2′15″ 54
2 300～320 25～30 1′50″ 58
3 330～350 25～30 1′30″ 61
4 360～380 25～30 1′20″ 53
5 400～420 25～30 1′05″ 58
6 430～450 25～30 58″ 56
作者認為：采用第 3 試件組的工藝規(guī)范效果最好。
為減少母材熔化量，應(yīng)注意使堆焊電流減小、 電壓降低、 堆焊速度加快；但堆焊電流過小,濕簾空調(diào)，會使耐磨合金粉塊不易熔化，導(dǎo)致堆焊速度減慢。欲使堆焊速度加快，又需加大堆焊電流。這一矛盾只有通過試驗才能找到最佳組合。
焊工操作時需注意以下兩點：
(1) 電弧擺動幅度盡量小，以剛超出粉塊邊緣為宜，但不可咬邊；
(2) 采用坡度為 5°～10° 的下坡焊，使熔池流動方向與施焊方向一致。
3.1.2 控制葉輪變形量
堆焊后的葉輪，在驗收時不僅需作靜、動平衡試驗，還需各表面的尺寸、 形狀及位置滿足偏差要求。由于堆焊會使葉輪受熱不均勻，產(chǎn)生焊接應(yīng)力，導(dǎo)致焊接變形等，故還需采取適當工藝措施，才能把葉輪變形控制在公差范圍內(nèi)[4，5]。
在堆焊時采取了以下工藝措施：
(1) 保證焊接順序
在每一葉片上堆焊完一塊粉塊后，轉(zhuǎn)動葉輪，在對稱葉片相應(yīng)位置，堆焊另一粉塊，順序如圖 2 所示。如此循環(huán)往復(fù)，直至把各葉片堆焊完畢。以此順序堆焊，可使葉輪前、 后盤均勻收縮，并可避免熱應(yīng)力過于集中，減少焊接變形。
圖 2 堆焊粉塊順序示意圖
(2) 錘擊焊縫
葉輪變形是由于堆焊層在冷卻過程中發(fā)生縱向、 橫向收縮造成的。每堆焊完一粉塊，用小錘輕擊，延展堆焊層，可補償部分收縮量，減少變形。
(3) 減少線能量
減小線能量能使葉片受到的熱輸入量減少，熱應(yīng)力變小。這與降低稀釋率的要求是一致的。
3.2 結(jié) 果
采用上述工藝措施，對葉輪進行堆焊。焊后檢查，葉輪變形量在技術(shù)要求范圍內(nèi)，并用便攜式硬度計對各葉片堆焊層進行抽查，測得各點 HRC>56。
電廠運行表明，堆焊后的風機葉片壽命提高 4 倍左右，避免了葉輪在鍋爐的一個大修期內(nèi)，因葉片磨損而造成更換或修理，保證了機組的正常工作，取得了良好的經(jīng)濟效益和社會效益。
4 結(jié) 論
經(jīng)實際生產(chǎn)考驗，該堆焊技術(shù)是切實可行的，可以大大提高風機葉片的使用壽命，該技術(shù)適用于承受磨料磨損的其他工件。
國內(nèi)首套引風機汽輪機項目正式實施——華能國際海門電廠成為國內(nèi)第一個螃蟹的電廠與杭汽輪股份公司簽訂了4臺1000MW電站驅(qū)動引風機汽輪機項目合同，前兩臺制造單已下達，交貨期為2010年8月7日。
位于港西街轄區(qū)內(nèi)的沙井子風電場項目于日前進行首臺風機吊裝。大港工委常委、管委會副主任鄒俊喜出席活動，港西街道辦事處、風電公司以及中石化第四建設(shè)公司負責人參加了啟動儀式。
鄒俊喜在講話中首先向長期以來關(guān)心和支持開發(fā)區(qū)風電項目發(fā)展的國電集團表示衷心的感謝，向冒著酷署，辛勤施工的施工單位表示誠摯的問候。他指出，首臺風機正式吊裝，這對于促進大港風電項目向更大規(guī)模、更高層次邁進具有十分重要的意義，必將成為大港工業(yè)經(jīng)濟的一個新亮點。隨后鄒俊喜為啟功儀式開令。
沙井子風電項目是由國電華北公司投資興建，規(guī)劃總規(guī)模200兆瓦，總投資約20億元,是天津市最大的風電項目。項目一期49.5兆瓦，單機容量1.5兆瓦,共33臺風機，預(yù)計11月底具備并網(wǎng)發(fā)電條件。風機輪轂高度80米,葉輪直徑82米,年等效小時數(shù)約2034小時,每年可向電網(wǎng)提供1億千瓦時的綠色電能,對于改善濱海新區(qū)大氣環(huán)境,加快循環(huán)經(jīng)濟發(fā)展將起到積極的促進作用,該項目是一項利國利民,造福子孫的優(yōu)質(zhì)工程。
風機的運行操作：
1.檢查風機各部的間隙尺寸，轉(zhuǎn)動部分與固定部分有無刮蹭現(xiàn)象；
2.點車檢查葉輪旋向與標牌是否一致，各部接線、儀表是否現(xiàn)實正常，有無漏水、漏電、 漏油現(xiàn)象和異味、異響、異震，松動等異�，F(xiàn)象，如有應(yīng)排除之；
3.檢查軸承的油位是否在最高與最低油位之間；
4.關(guān)閉調(diào)節(jié)門。如運轉(zhuǎn)情況良好，再轉(zhuǎn)入滿載荷（規(guī)定全壓和流量）運轉(zhuǎn)；
5.滿載荷運轉(zhuǎn)，對新安裝風機不少于2消失，對修理后的風機不少于半小時；
6.風機啟動后，逐漸開大調(diào)節(jié)門，直達正常工況。運轉(zhuǎn)過程中，軸承溫升不得超過周圍環(huán)境40°C。軸承部位的均方根振動速度值不得大于6.3mm/s；
7.下列情況下，必須緊急停車： 發(fā)覺風機有劇烈的噪聲、 軸承的溫度劇烈上升、 風機發(fā)生劇烈震動和撞擊。
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