延长风扇磨煤机检修周期的试验研究

许哲庆

通辽发电总厂有限责任公司制粉分场内蒙古通辽028011

摘要：我国目前仍以燃煤发电为主．根据国家的能源政策，发展火电机组的关键是要解决节能和环保两大问题．根据我国煤炭资源结构特点，高水分褐煤在发电机组中应用的比重会越来越大，而燃用高水分褐煤电站锅炉的主要特点是采用风扇磨煤机直吹式制粉系统。先经过一段依靠磨来定负荷的时间，即风扇磨煤机经常出故障，振动、润滑油保护动作跳磨等，影响了发电负荷。现介绍多年来对风扇磨的打击轮、磨煤机检修和改造项目及防止风扇磨振动采取的措施。

关键词：风扇磨煤机检修周期；试验

前言

风扇磨煤机是利用高速旋转的风扇式冲击叶轮将煤磨成煤粉的机械设备，具有高磨损、检修周期短的特性。风扇磨煤机是一种适合于褐煤的磨煤机，它具有系统简单、初投资少等优点，同时也有维修频繁、维修资金大、人力资源消耗大等缺点。由于结构的不同，不同型号的风扇磨煤机，在运行和检修过程中具有不同的特点和问题。而风扇磨煤机由于存在缺少科学规范的打击轮报废准则、铸钢耐磨部件耐磨损性差、分离器出口挡板调解方式不经济等问题，已对电厂的安全与经济造成影响。

一、检修方式

风扇磨由大门、轴端固定装置、伸缩节、分离器（上、下节）、机壳、打击轮、密封风装置、回粉管、轴承箱、联轴器、轴承箱、基础等装配部件组成。风扇磨煤机打击轮的更换是其检修工作的重点。其检修的主要过程为：①停磨４ｈ后，或磨煤机内温度不高于５０℃时，插入挡板门，使入口管道与大门脱离；②打开磨煤机大门，沿地面轨道拖出一定距离；③将专用检修车就位，拔出需要检修的打击轮；④将检修车沿检修通道送至专用磨煤机检修间。风扇磨煤机拆卸大门及检修车的工作。电机的检修相对较少，也相对容易，如条件允许采用单轨吊车即可满足起吊检修要求。

二、延长风扇磨煤机检修周期的试验

由于风扇磨煤机的使用主要局限于褐煤产区，主要集中在东北和内蒙古等地，与其它种类磨煤机比较，存在生产厂较少、保有量少、缺乏国家统一标准等问题，各用户基本上根据自己使用条件和安全要求，本文中采用国内较先进的密集取样、成分分析、力学分析、电镜扫描等方法来进行打击轮报废准则的研制。

1.打击轮材质化学分析。风扇磨煤机打击轮使用国标钢，对使用周期的2只打击轮均匀采样后做化学分析。打击轮材料的主要合金化学元素是C、Mn、Cr和Mo；C量增加，使韧性会下降很多；Cr量太高，会导致回火组织中残余组织应力增加，使韧性下降；必须严格保证风扇磨煤机ZG20CrMo钢的化学成分，才能保证风扇磨煤机ZG20CrMo钢的组织和性能。

2.打击轮材质力学分析。打击轮后盘强度远远高于国家推荐水平，而塑性和韧性则远远低于国家推荐的水平。特别是韧性要比国家推荐的水平低37.27%。对打击轮各位置试件试验数据打击轮前盘的强度已大大高出国家推荐的标准。而试件部分选区的冲击韧性略低于国家推荐的标准，但与国家推荐的标准相差不超过10J/cm2。其强度均不同程度高出国家标准，冲击韧性不同程度低于国家标准。据此推理，其它打击轮也会有不同程度的性能差别，对使用具有一定影响。对于冶金成分偏差和铸造缺陷，建议入厂打击轮要做化学分析和无损检测，保证使用的机械性能。

3.打击轮试件电镜扫描。叶轮是代表使用了周期，叶轮代表了使用八个周期。为什么使用时间短的七号叶轮磨损严重，而使用时间长的叶轮相对磨损轻，力学性能优异呢？我们对现存收集的叶轮残片进行了扫描电镜分析，得出了结论。看清楚这些腐蚀坑道如同河床旁边的冲刷纹一样，有着基本成弧度的相位，这些相位也基本随着转动角度而确定。进一步对叶轮的后盘取典型区域进行试样分析，这一试样位置磨损较严重，同时存在较大的空洞。磨料已经使母体磨出一个大而深的坑，坑的边沿地带是一条薄边带，这条带的角十分小。磨损坑内部是一个个小孤岛，有些小岛连成一条带，如同向海中伸展的坡一样。这是由于铸造过程中形成了严重的铸造缺陷缩松，在磨料冲刷的过程中形成了裂纹，进而裂纹扩展，在交变循环应力下这进一步加剧了缩松的整体松动，最后整体脱落。由于铸造时冷却过程中存在温度梯度的影响，凝固后硬度不同，在磨料的冲刷下从而形成了一条尖角边沿。这些裂纹会进一步加速对母体的电化学腐蚀。至于小坑的形成可能是腐蚀的结果，也可能是磨损脱落而形成。由于叶轮各部件存在许多冶金铸造缺陷，而叶轮各部件则没有冶金铸造缺陷。虽然叶轮运行时间相对于叶轮短，但是磨损严重，就是由于有冶金铸造缺陷。所以可认为，与叶轮相比，叶轮耐磨性好。根据材料使用后机械性能情况来分析，叶轮可以继续使用。

4.打击轮检测结论。（1）根据材料使用后的机械性能情况来分析，叶轮材料性能、表面磨损形貌情况。叶轮磨损表面应力分布情况。采用在线应力分布测试与材料性能磨损形貌分析，确定使用具体时间。叶轮存在磨损，远没有叶轮磨损严重，主要是由于铸造冶金缺陷影响造成的，所以要注重铸造冶金质量和工艺的要求。建议风扇磨煤机叶轮入厂后首先进行无损检测，确定冶金铸造质量合格后方可装机使用。

5.打击轮使用判废准则。在打击轮使用中应遵循下列准则，保证打击轮的安全运行：（1）风扇磨煤机打击轮入厂后，首先进行材料成分检验、无损检测，确定冶金铸造质量合格后方可装机使用；（2）打击轮表面磨损形貌表面磨损均匀，经过测试磨损沟痕尖角处最大深度为14mm，同时磨损最大沟痕尖角处R≤10mm时，叶轮不能继续使用；（3）打击轮继续使用时，应采用在线应力分布测试分析，确定叶轮材料应力分布变化情况，确定使用具体时间；（4）如果运行5个周期后，经过金属和表面磨损检测，不超过指标值，可以运行7个周期报废。

三、技术应用效果

由于风扇磨煤机打击板和打击轮的检修维护频率较高，电厂有必要设置专用的磨煤机检修间。有些电厂在检修间还保留检修立车，用于平衡打击轮．但是，目前新建电厂已取消设置检修立车，在打击板与打击轮焊接后可以通过其它小型检测工具就能满足打击轮的平衡要求。（1）为科学决策提供依据。方案实施前风扇磨煤机打击轮报废的判断主要靠经验，在很大程度上存在风险和浪费问题，使用制定的报废准则，可操作性加强了，判废有了准确的尺度，为经济生产和科学决策提供了强有力的支持。（2）使风扇磨煤机运行调整更加合理科学。通过使用方案中的不同磨损时段挡板开度不同的方法，避免了大颗粒煤粉的出现，同时给锅炉燃烧提供了良好的先决条件，提高锅炉效率明显，是一种科学、经济适用的调节方法。由于风扇磨打击轮体积较大，对其进行整体热处理工艺上很难实施，本次评定以不需热处理为原则。针对以上几种焊条，为了在最低的稀释率下获得最高的熔敷率，采用直流反接法，选用较低的焊接速度、适中的焊接电流和焊接电压。

结束语

风扇磨煤机布置是一个较复杂的过程，布置的合理性影响到机组运行稳定与检修是否方便，风扇磨煤机布置除了需要与给煤机等设备及重要管道之间协调外，还需要与锅炉结构框架和燃烧器布置形式相配合。在修复工作中采用的旧轮表面处理的工艺能够满足手工电弧焊对工件表面质量的要求。耐磨堆焊修复成本低廉，直接和间接经济效益显著。

参考文献：

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