離心風(fēng)機(jī)是電廠的主要輔助設(shè)備之一，其耗電量約占電廠發(fā)電量的1.5%～3.0%，由于鍋爐排放的煙氣或制粉系統(tǒng)氣流中含有一定數(shù)量的塵粒，因而普遍存在引風(fēng)機(jī)、排粉機(jī)磨損問題。其他還有很多場合，使風(fēng)機(jī)運(yùn)行在含有固體顆粒的環(huán)境中。固體顆粒隨著氣流進(jìn)入葉輪，會引起磨損、沉積等問題，進(jìn)而影響機(jī)械性能，縮短壽命，甚至引發(fā)重大事故。因此，這類葉輪機(jī)械的磨損核沉積是工程界亟待解決的問題。

       據(jù)有關(guān)部門統(tǒng)計，我國100MW及以上機(jī)組中，因電站風(fēng)機(jī)故障造成的非計劃停運(yùn)和非計劃降低出力造成的電量損失，在機(jī)組各類部件中，按等效非計劃停運(yùn)小時占機(jī)組總等效非計劃停運(yùn)小時的百分比大小排列的順序、大小及平均年損失電量分別是：(1)200MW機(jī)組(統(tǒng)計臺數(shù)101臺)鍋爐送風(fēng)機(jī)和引風(fēng)機(jī)分別排列第6位和第7位，分別占總等效停運(yùn)小時的5.09%和4.94%；平均每臺損失電量8032.89MW·h和7794.61MW·h；(2)300MW機(jī)組(統(tǒng)計臺數(shù)25臺)的鍋爐引風(fēng)機(jī)排列第5位，占總等效停運(yùn)小時的4.17%，平均每臺年損失電量8948.6MW·h；(3)600MW機(jī)組(統(tǒng)計臺數(shù)2臺)鍋爐引風(fēng)機(jī)排列第10位，占總等效停運(yùn)小時的3.17%，平均每臺損失電量為35052MW·h。1991年和1992年統(tǒng)計的數(shù)據(jù)與此類似。由這些統(tǒng)計數(shù)據(jù)可見，我國大容量電站風(fēng)機(jī)故障所造成的電量損失是很大的。通過對這些風(fēng)機(jī)故障的分析研究表明，其中50%以上都是由于風(fēng)機(jī)的磨損而造成的。

離心風(fēng)機(jī)葉輪磨損機(jī) 理與磨損形式

磨損機(jī)理

磨損現(xiàn)象包含著許多復(fù)雜因素，它往往是多重機(jī)理綜合作用的結(jié)果。塵粒進(jìn)入葉輪后與壁面相互作用，在離心流道的進(jìn)口區(qū)域和整個軸向流道內(nèi)，塵?；旧鲜窃跉饬鞯膴A帶及自身慣性的綜合作用下，以非零攻角在碰撞壁面，然后又反彈進(jìn)入流道內(nèi)，這樣引起的壁面材料磨損是典型的沖蝕磨損。而在離心流道的出口區(qū)域內(nèi)，塵粒在流道內(nèi)運(yùn)動了較長的一段距離，大部分和壁面發(fā)生過多次碰撞，基本上沿著壓力表面滑動或滾動，并對著壁面有一定的壓力作用，這樣造成的背面材料的磨損屬于擦傷式塵粒磨損，塵粒在壓力面附近區(qū)域的集中更加劇了塵粒磨損的危害程度。

磨損形式

磨粒磨損

凸凹不平的接觸表面，因相對運(yùn)動下的銼削效應(yīng)或界面間分散的固體顆粒的研磨作用所導(dǎo)致的磨損。它對葉輪磨損的程度影響最大。在風(fēng)機(jī)中固體顆粒以一定的速度與零件表面作相對運(yùn)動就會引起磨粒磨損。

吸附磨損

研究表明，在其它條件相同時，即使提高加工表面的加工精度等級和潔凈度，使彼此貼合更好，但其磨損并不降低，反而因界面貼近，分子吸附作用顯著，加重了界面的磨損，稱此為吸附磨損。

沖刷磨損

因固體顆粒對金屬表面的沖刷而引起的表面擦傷。

疲勞磨損

由于表面疲勞應(yīng)力(或溫度或沖擊)引起表面裂紋或鱗屑脫落所致。

總之，從損壞的葉輪來看，各種形式的葉輪磨損的情況及部位不盡相同。但磨損形式主要為以上幾種且都為局部磨損。磨損的部位主要在葉片的工作面和靠近后盤處。

防磨措施

針對不同的磨損形式，可以將防磨措施分為以下幾種。

對葉片表面進(jìn)行處理

對葉片表面可以進(jìn)行滲碳、等離子堆焊、噴涂硬質(zhì)合金、粘貼陶瓷片處理。

這些方法的共同優(yōu)點(diǎn)是增加了葉片表面的硬度，從而在一定程度上提高了葉片的耐磨性，但各種方法均存在各自的缺點(diǎn)。滲碳工藝難度大，實(shí)際滲碳時，滲碳層的部位和厚度要由葉片厚度和磨損情況以及滲碳工藝決定；堆焊時葉片變形大，而且反復(fù)焊接會導(dǎo)致葉面產(chǎn)生裂縫，易產(chǎn)生事故；噴涂時涂層的厚度很難確定好；粘貼陶瓷片的效果比較好，但價格高。

表面噴涂耐磨涂層

這種方法操作簡單，成本低，但涂層磨損快，一次大約使用3～5個月。

改進(jìn)葉片結(jié)構(gòu)

共有將葉片工作面加工成鋸齒狀、變中空葉片為實(shí)心葉片、葉片加焊防磨塊等方法，這些都可以在一定程度上降低葉輪的磨損。

前置防磨葉柵

在最易磨損處安裝防磨葉柵后，可以阻止粒子向后盤及葉根處流動，從而將粒子的集中磨損轉(zhuǎn)化為均勻磨損，提高了葉輪的耐磨性，延長了風(fēng)機(jī)的使用壽命。

改善氣動設(shè)計

合理選用風(fēng)機(jī)進(jìn)風(fēng)口形狀，設(shè)計時應(yīng)保證葉輪最小入口相對速度，盡量降低通風(fēng)機(jī)的轉(zhuǎn)數(shù)，選擇適當(dāng)?shù)娜~輪流道形狀，使葉片進(jìn)口到出口的弧度的曲率半徑由小漸大，這樣能減少固體顆粒與葉片的撞擊機(jī)會。

使用高效除塵裝置

使風(fēng)機(jī)在凈化的氣流中，以降低磨損。

結(jié)論

雖然目前 風(fēng)機(jī)防磨方法很多，但大多數(shù)是局部的和被動的，一種既經(jīng)濟(jì)又切實(shí)可行的防磨方法亟待提出。從氣動設(shè)計的角度出發(fā)，通過改變粒子軌跡，從根本上降低磨損是風(fēng)機(jī)防磨措施的發(fā)展方向。