簡(jiǎn)介： 火電廠(chǎng)中使用的主要風(fēng)機有引風(fēng)機、排粉機和鼓風(fēng)機等。其中引風(fēng)機和排粉機作為電廠(chǎng)的主要輔機之一，因為磨損而嚴重影響其出力并帶來(lái)頻繁的更新維修，已成為火力發(fā)電廠(chǎng)鍋爐安全運行的隱患之一。多年來(lái)，雖然使用過(guò)許多表面強化方法，包括表面堆焊耐磨材料、熱噴涂噴焊、表面涂覆各種高分子涂料、表面淬火等，效果均不十分理想。針對耐磨膠粘劑主要是利用膠粘劑高粘接強度粘接耐磨顆粒材料，由耐磨材料提供抗磨力的特點(diǎn)，考慮利用膠粘劑粘接耐磨陶瓷用于風(fēng)機葉輪的耐磨防磨。該項技術(shù)先后在幾十臺引、排粉風(fēng)機葉輪上得到應用，最長(cháng)使用時(shí)間已達到3年以上，取得了較好的經(jīng)濟效益。

　　一、前言火電廠(chǎng)中使用的主要風(fēng)機有引風(fēng)機、排粉機和鼓風(fēng)機等。其中引風(fēng)機和排粉機作為電廠(chǎng)的主要輔機之一，因為磨損而嚴重影響其出力并帶來(lái)頻繁的更新維修，已成為火力發(fā)電廠(chǎng)鍋爐安全運行的隱患之一。多年來(lái)，雖然使用過(guò)許多表面強化方法，包括表面堆焊耐磨材料、熱噴涂噴焊、表面涂覆各種高分子涂料、表面淬火等，效果均不十分理想。針對耐磨膠粘劑主要是利用膠粘劑高粘接強度粘接耐磨顆粒材料，由耐磨材料提供抗磨力的特點(diǎn)，考慮利用膠粘劑粘接耐磨陶瓷用于風(fēng)機葉輪的耐磨防磨。該項技術(shù)先后在幾十臺引、排粉風(fēng)機葉輪上得到應用，最長(cháng)使用時(shí)間已達到3年以上，取得了較好的經(jīng)濟效益。

　　二、陶瓷片用于風(fēng)機葉輪上的可行性陶瓷片用于風(fēng)機葉輪上，首先要確保陶瓷有優(yōu)異的耐磨性能，其次要求陶瓷與金屬基體有良好的結合性能，即膠粘劑有良好的粘貼強度及高溫韌性。

　　針對風(fēng)機葉輪的使用情況，采用冷壓燒結氧化鋁陶瓷，經(jīng)實(shí)測，其硬度可達到HRA88以上，耐磨性能是高鉻鑄鐵的至少5倍以上，是普通噴焊工藝的10倍以上，因此耐磨性能完全可以滿(mǎn)足一般風(fēng)機壽命的要求。因為陶瓷的優(yōu)異耐磨性能，一般陶瓷片厚度僅取1.5mm即可。

　　采用自制的膠粘劑，主要性能指標如下：

　　抗拉強度（金屬-金屬）為50MPa（室溫）及20MPa（150℃）；

　　抗剪強度為28MPa（室溫）及8MPa（150℃）。

　　引風(fēng)機在近180℃高溫、帶硬質(zhì)顆粒的高速沖刷氣流作用下工作，要求膠粘劑必須具備耐高溫性能，同時(shí)具有一定的抗剪強度和抗老化性能。陶瓷的熱膨脹系數只有金屬的一半，因而還需要膠粘劑具有良好的韌性。相對而言，排粉機的轉速高達1 500r/min，陶瓷片將受到更大的離心力的作用。

　　經(jīng)計算，在150℃溫度下，當引風(fēng)機以960r/min轉動(dòng)時(shí)，一塊100×100×3（mm）的瓷片受到的離心力為1.13MPa，而此時(shí)膠粘劑所能提供的抗剪力為150MPa（150℃），其大小為離心力的132倍�？梢�(jiàn)膠粘劑具有極高的膠粘保險系數。對于排粉機，膠粘劑提供的粘接力亦將是離心力的100倍以上�？梢�(jiàn)，膠粘劑的強度具有十分高的可靠性。

　　三、試驗工況首次試驗在大同一電廠(chǎng)5號機上進(jìn)行。該型風(fēng)機為雙吸入結構，平板式葉片，具體參數如下：外徑Φ2 200，介質(zhì)溫度170℃，轉速960r/min.雙排葉片共計24片，葉片厚8mm，另用厚為10mm的鋼板作為襯板并用螺栓與葉片聯(lián)接，襯板使用壽命為半年（磨穿）。葉輪中盤(pán)厚20mm，使用壽命一年（雙面共磨損12mm）。整體壽命一年，每年更換一次。

　　由于是第一次進(jìn)行試驗，為保險起見(jiàn)，保留24塊襯板并只在磨損最嚴重的出口半部粘貼陶瓷片，陶瓷塊尺寸為10×10×3（mm），并在自制的烘箱中進(jìn)行固化。中盤(pán)兩側面部粘貼3mm瓷片，室溫自然固化。

　　風(fēng)機自1994年5月投運至1995年10月檢測，葉輪輪轂兩側面陶瓷完好無(wú)損，無(wú)任何脫落掉塊現象，平均磨損不到0.1mm，按實(shí)際運行時(shí)間計算，每年最多磨損0.1mm.磨損量為粘瓷片前的1/30.24塊襯板中，運行期間共有3塊襯板上的瓷片脫落，其余完好無(wú)損。經(jīng)初步分析，認為瓷片脫落是由于烘干加熱時(shí)烘箱中局部超溫（250～300℃）而造成膠層膠化所致。利用中間停爐機會(huì )進(jìn)行修補后繼續投入運行，再無(wú)脫落現象。

　　分析不同部位的陶瓷片磨損情況發(fā)現，在沿氣流流動(dòng)方向的平面上瓷片磨損平均不到0.1mm，越靠近葉輪外圓，磨損越嚴重，平均磨損0.2mm，明顯比中盤(pán)輪轂兩側處磨損嚴重。這是由于越靠近葉輪的外圓周，氣流流速愈大，因而磨損就愈嚴重。

　　與沿氣流方向相比，在沿氣流垂直方向上的瓷片磨損最為嚴重，最多可達1～3mm.實(shí)際上這正符合了陶瓷沖刷機理，即氣流入射角愈大，磨損愈嚴重。而且由于接縫處形成的渦流使得沿接縫處金屬基體磨損最為嚴重，甚至可以把金屬襯板磨穿，使陶瓷完全懸空，造成部分迎風(fēng)接縫處瓷片脫落。

　　對襯板連同瓷片進(jìn)行抗拉強度測試，結果表明，經(jīng)過(guò)一年運行后，膠粘劑的剩余抗剪強度仍有10MPa（150℃）。而此時(shí)的離心力仍是1.13MPa.按10%年老化率計算，5年后膠粘劑的剩余強度為8.6MPa，仍大大高于離心力。

　　為了進(jìn)一步試驗膠粘劑的性能，1995年5月又對兩臺同型號引風(fēng)機進(jìn)行了粘貼試驗，并且撤掉了襯板而直接粘于葉片上，在迎風(fēng)邊上采用丁字型瓷片，進(jìn)一步降低了氣流沖刷底部金屬的可能性。經(jīng)連續600天的運行后檢查，陶瓷片完好，基體沒(méi)有脫落現象，平均磨損不到0.2mm.

　　四、在其它電廠(chǎng)的使用情況1.北京大唐高井電廠(chǎng)：由于該廠(chǎng)的電除塵設備一直不能投運，除塵效率不高，致使引風(fēng)機葉輪嚴重磨損。表面熱噴焊硬度達HRC60以上的耐磨合金涂層，使用壽命也只有4個(gè)月。該型葉輪直徑Φ2 100，雙吸結構共24個(gè)葉片。1996年10月，該廠(chǎng)采用陶瓷膠粘技術(shù)，直接在葉片熱噴焊層上粘貼陶瓷片進(jìn)行防磨處理，經(jīng)過(guò)近兩年的運行，磨損不到0.2mm，只是由于直接粘貼在噴焊層上，導致了部分陶瓷片脫落而進(jìn)行更換。通過(guò)這次試驗，該廠(chǎng)又在另外4臺引風(fēng)機葉輪上粘貼陶瓷片，目前運行已達3年以上，壽命提高近5倍以上。

　　2.鄭州熱電廠(chǎng)：排粉機為前向單吸葉輪，葉輪直徑Φ1 700，共16個(gè)葉片。因磨損十分嚴重，長(cháng)期以來(lái)一直使用間隔堆的方法作為耐磨措施，但使用壽命始終只有4個(gè)月。1996年在一臺排粉機葉輪上粘貼陶瓷并投入運行，作為對比，同時(shí)投入使用的還有兩臺涂抹耐磨陶瓷涂料，一臺堆焊一種新型耐磨焊條。經(jīng)過(guò)4個(gè)月的運行，檢查發(fā)現，陶瓷片磨損十分輕微，幾乎看不出有任何磨損，特別是在入口處，未粘陶瓷的部位已經(jīng)縮短了近50mm，但堆焊的一臺已經(jīng)磨穿，必須修補才能繼續運行。而涂抹耐磨陶瓷涂料的一臺亦接近磨穿，必須修補才能繼續運行。由于粘貼陶瓷的耐磨性能良好，該廠(chǎng)已將全部排粉機葉輪進(jìn)行了粘貼陶瓷處理，預計使用壽命中可提高6倍以上。

　　3.湛江電廠(chǎng)：排粉機葉輪是成都電力機械廠(chǎng)生產(chǎn)的離心式葉輪，以前采用熱噴涂的方式進(jìn)行防磨處理，使用壽命只有一年左右，換下的葉輪只能當廢品處理。1996年底該廠(chǎng)在經(jīng)過(guò)調研的前提下，在4臺排粉機葉輪（兩舊兩新）粘貼陶瓷。1997年春天又在7臺風(fēng)機葉輪（4新3舊）上粘貼陶瓷。在近3年的運行過(guò)程中，除了在兩臺舊的風(fēng)機葉輪上因原基體嚴重磨損（基體表面已不平整）導致有部分陶瓷脫落外，其它葉輪表面陶瓷磨損十分輕微。在1999年10月的大修中，其中4臺因其它原因拆下葉輪，經(jīng)檢查只有一臺上有極少量陶瓷片脫落，其他3臺完好無(wú)損。經(jīng)過(guò)簡(jiǎn)單的修補，預計可以至少再使用3年。幾年來(lái)先后為湛江電廠(chǎng)近20臺風(fēng)機葉輪進(jìn)行了陶瓷粘貼耐磨處理。

　　經(jīng)過(guò)幾十臺風(fēng)機葉輪的實(shí)際運行表明，粘貼陶瓷防磨是一項可靠、有效的措施，只要施工仔細，嚴格按照工藝操作，可以保證陶瓷片不發(fā)生脫落。由于風(fēng)機葉輪的特殊性，在風(fēng)機葉輪上的成功應用，也為在其它部位的應用提供了可靠的參考價(jià)值，為火力發(fā)電廠(chǎng)提供了另一行之有效的耐磨防磨措施。