摘要：為了解決火電廠排粉機(jī)葉輪的磨損問題，結(jié)合陶瓷的優(yōu)異耐磨性及高分子材料粘貼的方便性，成功地將陶瓷應(yīng)用在風(fēng)機(jī)葉輪的防磨上，使風(fēng)機(jī)葉輪的使用壽命提高3倍以上，為表面防磨技術(shù)又提供了一種有效可靠的方法。
火電廠中使用的各類風(fēng)機(jī)有引風(fēng)機(jī)、排粉機(jī)、給風(fēng)機(jī)和送風(fēng)機(jī)等。其中引風(fēng)機(jī)和排粉機(jī)作為電廠的主要輔機(jī)之一，因為磨損而嚴(yán)重影響其出力并帶來頻繁的更新維修，已成為火力發(fā)電廠鍋爐安全運行的隱患之一。多年以來，雖然使用過許多表面強化方法，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，表面淬火或化學(xué)熱處理等，效果均不十分理想。針對耐磨膠粘劑主要是利用高粘接強度的膠粘劑粘接耐磨顆粒材料，由耐磨材料提供抗磨能力的特點，考慮利用膠粘劑粘接耐磨陶瓷用于風(fēng)機(jī)葉輪的防磨。該項技術(shù)在經(jīng)其它電廠試驗成功的前提下，先后在湛江發(fā)電廠的十幾臺排粉風(fēng)機(jī)葉輪上進(jìn)行應(yīng)用，葉輪最長使用時間已超過3a，使用壽命提高3倍以上，取得了較好的經(jīng)濟(jì)效益和社會效益。
1 葉輪運行工況
湛江電廠現(xiàn)在有4臺300MW機(jī)組，每臺機(jī)組配備4臺球磨機(jī)，每臺球磨機(jī)配1臺排粉機(jī)。排粉機(jī)葉輪直徑為2 020 mm，后彎式12片葉片，轉(zhuǎn)速1440 ／min，介質(zhì)溫度90℃。因煤粉的沖刷磨損，葉輪的使用壽命平均只有1a，雖然使用過各種表面強化工藝，包括噴涂噴焊，堆焊及涂覆高分子材料，但使用效果一直不佳，成為機(jī)組安全運行的嚴(yán)重隱患之一。
2 磨損分析及對策
火電廠排粉風(fēng)機(jī)葉輪主要是將磨煤機(jī)磨出的細(xì)煤粉送入鍋爐進(jìn)行燃燒，因煤粉的沖刷使風(fēng)機(jī)葉片的磨損十分嚴(yán)重。風(fēng)機(jī)的磨損部位主要集中于葉片進(jìn)口前緣和中盤與葉片的交角處，這些部位的鋼板經(jīng)常被磨穿或磨成較深的溝槽，尤其是在焊縫處磨損更為嚴(yán)重。磨損破壞了風(fēng)機(jī)葉輪的運轉(zhuǎn)平衡，造成風(fēng)機(jī)劇烈振動，甚至發(fā)生嚴(yán)重的事故。16Mn鋼制造的燒結(jié)風(fēng)機(jī)和煤粉風(fēng)機(jī)葉片的使用壽命大約為6個月，嚴(yán)重的只有4個月。
多年來，國內(nèi)外為延長風(fēng)機(jī)葉輪的使用壽命進(jìn)行了大量的研究，歸納起來主要有以下幾種處理方法：
a）表面涂覆，在葉片表面磨損部位涂覆或粘接高分子耐磨材料；
b）熱噴涂（焊），采用等離子噴涂方法或氧乙炔火焰，在葉片磨損表面噴涂陶瓷或碳化鎢或者噴焊鎳基＋碳化鎢合金；
c）表面化學(xué)熱處理，對葉片表面進(jìn)行滲碳或多元共滲；
d）表面堆焊，采用耐磨電焊條、耐磨粉塊在風(fēng)機(jī)葉片磨損部位堆焊耐磨合金；
e）表面粘貼或焊接陶瓷，將耐磨工程陶瓷利用高強度耐高溫膠粘劑或特殊焊接工藝復(fù)合在風(fēng)機(jī)葉片表面上。
以上各種工藝中表面噴涂堆焊和表面復(fù)合陶瓷工藝使用較多，但表面堆焊或噴涂工藝易引起風(fēng)機(jī)葉輪變形，因而其使用受很大限制；相對來講，表面粘貼或焊接陶瓷工藝因不必輸入熱量，陶瓷的耐磨性均比其它材料優(yōu)異，所以得到廣泛的使用。
3 粘貼陶瓷片的可行性分析
風(fēng)機(jī)葉輪粘貼陶瓷的防磨效果取決于兩個條件：
a）要求陶瓷耐磨性能優(yōu)異，其耐磨性應(yīng)當(dāng)比WC噴涂噴焊材料或堆焊材料高至少3倍以上；
b）要求陶瓷與金屬之間可靠連接，即使用的粘接劑的粘接強度要高，韌性要好，而且耐高溫耐腐蝕，耐老化壽命至少在10
a以上，強度下降不超過10％。
3．1 耐磨 材料的性能
作為耐磨材料使用的陶瓷主要有氧化鋁、碳化硅、氮化硅及氧化鋯等。針對風(fēng)機(jī)葉輪的使用工況，耐磨陶瓷采用冷壓燒結(jié)氧化鋁陶瓷，其主要特點是價格便宜，密度小，耐磨性能優(yōu)異。經(jīng)實測，采用冷壓燒結(jié)的氧化鋁陶瓷塊硬度為H A88，密度為3．7t／m SU 3 /SU ，耐磨性是高鉻鑄鐵的5倍左右，普通碳鋼的100倍左右。在風(fēng)機(jī)上使用，陶瓷片的厚度只有1．5 mm，每平方米（10000片）的質(zhì)量只有5．5 kg。在風(fēng)機(jī)葉片的入口處，可以采用U型陶瓷塊，在迎風(fēng)面尺寸可達(dá)6 mm。相對于一般的熱噴涂及堆焊材料，因最大厚度只有1-3mm，因此，陶瓷的耐磨性能完全可達(dá)到預(yù)期的目標(biāo)。