铁岭发电厂引风机防磨处理
蔺文操   刘延贵  王亦农
 辽宁华电铁岭发电有限公司
摘　要：对一些主要采用的引风机防磨处理工艺进行了介绍，对处理后的效果进行了评价，以期对类似情况有所借鉴。
关键词：引风机  叶片  补焊  喷涂

1概况
铁岭发电厂每台发电机组配备有二台引风机，作用是排走锅炉燃烧尾气。由于引风机叶轮在工作过程中受到烟气的冲刷产生严重的磨损，致使风机维护费用增加，可靠性降低，成为我厂能否安全、稳定、经济运行的隐患之一。
由于电力行业的生产特点及系统运行的方式，磨损与防磨已经成为一个十分突出的矛盾。长期以来，我厂的引风机防磨工作经历了一系列改进，经过努力尝试，终于针对我厂具体情况，总结出了先进行叶轮补焊，再进行超音速电弧喷涂的处理方法，下面以铁岭发电厂#2发电机组2A、2B引风机为例予以说明。
在二○○一年五月三十一日，发现2B引风机在运行中振幅严重超标，支撑侧达到0.31mm。经过紧急停机，实行动平衡校验后振幅达到0.09mm，维持运行到当年我七月我厂#2机组大修。
大修中由现场观察可见，引风机转子的磨损主要集中在叶片的耐磨层磨损以及中盘与叶片的接合焊缝处磨损。造成这种磨损的原因之一是因为叶片与中盘及盖盘处存在着理论倾角，叶轮出厂时倾角就已经固定了，不能改变；此外，引风机叶片材质不能适合烟气的长期冲刷也是主要原因。由此可见，制定正确的引风机叶片防磨方案迫在眉睫。

2引风机转子的补焊
2.1引风机转子的结构
铁岭发电厂引风机型号为Y5—2×56NO32F，双吸双支撑结构，叶轮由一个中盘和中盘两侧各14个板形叶片以及两个盖盘焊接在一起，叶片所用材料为15MnV低合金钢板，轮毂由25号铸钢经消除内应力处理后加工制成，并用销螺栓与中盘固定。为了提高转子的耐磨性，风机转子出厂时叶片上堆焊有耐磨层。但是由于工作环境恶劣，叶片造成严重磨损。
2.2引风机叶片耐磨层的补焊
对于引风机叶片的防磨处理，首先要针对磨损的部位进行补焊。
引风机叶片补焊要根据耐磨层的实际磨损情况进行。
补焊方向：补焊时，只能沿着耐磨层的焊缝方向进行，即横向和纵向耐磨层补焊。
     焊条选用：我们选用的是高耐磨性焊条，D328，主要成分为Mn，焊接时电流要适当调大一些，以保证焊缝的强度。
补焊方法：补焊时，要主意记得每一对叶片的横向和纵向补焊方向。补焊时，记录下每一对叶片上的补焊方向（即横向补焊和纵向补焊）。
另外，补焊完成后应采取措施消除补焊时产生的补焊应力。在现场条件下，应让有经验的专业人员利用氧气乙炔焰对补焊部位周围区域进行加热，注意火焰温度不能太高，保持在650℃—700℃，持续一段时间以后将火焰逐渐调小，让其缓慢冷却。这样就可以消除焊接应力了。

具体补焊方向如图1所示：

3超音速电弧喷涂的原理及工艺特点
3.1超音速电弧喷涂原理
超音速电弧喷涂是以电弧为热源，燃烧于丝材端部的电弧将均匀送进的丝材熔化，经过拉伐尔喷嘴加速后的气流将熔化的丝材雾化为粒度细小分布均匀的粒子，喷向工件形成涂层。工作原理如图2所示。

 
在超音速电弧喷涂工作过程中，实现加工过程主要包括四个环节，具体工作过程如图3所示。

3.2超音速电弧喷涂具有以下特点
3.2.1涂层性能优异 
应用电弧喷涂技术，可以在不预热、不使用贵重底层材料的情况下获得具有较高的表面性能和结合强度的涂层。
3.2.2喷涂效率高   
喷涂电流为300A时，效率可以达到20kg/h。
3.2.3能源利用率高 
电弧喷涂能源利用率可达到57%，而等离子喷涂、火焰喷涂的能源利用率只有12%左右。
3.2.4设备简单灵活 
整套设备重量只有20kg，便于运送到现场操作。
3.3超音速电弧喷涂现场操作
3.3.1可行性分析
    由于引风机运行中转速较高，烟气从风机进口向出口运动。在惯性力的作用下，烟气中质量大的灰粒在叶片进口容易向叶片头部靠拢，并与头部相撞击，造成严重撞击磨损；而质量小的灰粒在叶片进口处并不会集中向叶片头部冲击，而是在流道中运动偏离叶片工作面。由于风机转速高，烟气中的灰粒容易趋向叶片工作面，从而造成磨损。所以风机叶片表面涂层不仅对硬度、耐磨性能要求高，而且还需要表面涂层与载体有较高的结合强度。因此，可以采用超音速电弧喷涂技术在引风机叶片上喷涂耐磨涂层，提高风机使用寿命。
3.3.2涂层设计
    由于引风机叶片是在高速运转时受到烟气中灰粒的冲刷而造成的磨损，属于冲蚀磨损范畴，风机叶片表面涂层就要求具有优良的耐磨性和较高的表面硬度。在耐磨材料中，马氏体高铬稀土合金具有优良的耐磨性能，在叶片表面喷涂4Cr13马氏体不锈钢丝所形成的耐磨层，能够达到上述要求。

4、生产实际应用
引风机叶片表面喷涂涂层的制备包括表面处理和喷涂两个过程。
4.1表面处理
    对引风机叶片进行喷砂处理，使表面呈现出金属本色，依据ISO8501—1《喷砂后表面清洁度标准》，喷涂表面要求达到“Sa3.0”级。
喷砂工艺参数如下：喷砂粒度10—60目；喷砂距离100—300mm，喷砂角度为60°—75°，压缩空气压力0.5Mpa。
喷砂处理后，采用干燥压缩空气吹去叶片表面的砂尘。
4.2喷涂
喷吐前用丙酮溶液对丝材表面除油。为了保证涂层质量，必须选定好工艺参数，并严格加以控制。喷涂工艺主要参数见表1。
表1    4Cr13不锈钢丝的化学成分（%）
C Mn Si P S Cr Ni Cu
0.39 0.46 0.49 0.032 0.009 12.98 0.34 0.12
在上述工作完成以后，对引风机转子进行动平衡校验，要求校验后风机运行振幅小于等于0.06m的标准。

5结束语
铁岭发电厂的#2炉2A、2B引风机自从二○○一年10月喷涂后至今使用效果良好,磨损量两年来仅为0.1mm。采用耐磨焊条补焊后再应用超音速电弧喷涂技术在引风机叶轮上的应用，解决了长久以来困扰铁岭发电厂的引风机叶片耐磨性不强的难题。该技术应用于引风机，不仅延长了风机寿命，而且投资少，质量稳定可靠，值得进一步推广使用。

【参考文献】
1. 王汉工.《超音速电弧喷涂技术》.国防工业出版社，1999年.
2. 李长胜.《用电弧喷涂技术解决引风机叶轮防磨问题》.《热喷涂技术》，2002年第四期.
【作者简介】
　　蔺文操：男，1970年11月出生，1994年毕业于东北电力学院，现任锅炉分厂转机班技术员，工程师。通讯地址：辽宁省铁岭市铁岭发电厂锅炉分厂，邮编：112000，电话：0410—4646111。
刘延贵：男，1971年5月出生，1993年毕业于东北电力学院，现任生技部值长，工程师。通讯地址：辽宁省铁岭市铁岭发电厂发电分厂，邮编：112000，电话：0410—4647667。
王亦农：男，1970年11月出生，1994年毕业于东北电力学院，现任发电分厂单元长，工程师。通讯地址：辽宁省铁岭市铁岭发电厂发电分厂，邮编：112000，电话：0410—4645811。