耐磨陶瓷在电厂 引 、排风机上的应用

【摘 要 】利用胶粘剂将耐 磨陶瓷粘 贴于风机叶轮 上 ，经 过 2年多 的实 际运行表 明,在 170℃工况下 风机叶轮的使用寿命提高 5倍 上 。

【关键词】发电厂，锅炉，引风机，排风机，耐磨陶瓷

  由 于 引、排 风 机 叶轮 的磨 损 而 严 重影 响其 出力 并 带来 频 繁 的更 新维 修 ，已成 为 火 力 发 电 厂 锅炉 安全 运行 的 隐患 之一 。针对 耐 磨胶 粘剂 主 要是 利用 胶粘 剂 高粘 接强度 粘 接耐 磨颗 粒 材 料 ，由耐磨 材料 提 供抗磨 能力 的特点 ．考 虑利 用 胶 粘 剂 粘接 片状 耐 磨 材料 ，相 当于 将耐 磨 胶 粘 剂 中的耐 磨 材料如 陶 瓷全部 置 于胶 粘剂 的工作 表 面 ，以充分 发挥 耐磨 材料 的抗 磨性 能 特点 ，笔 者利 用 耐高 温高强 度胶 粘 剂将 耐磨 陶 瓷贴 于 引 风 机叶 片上 以提 高其 耐磨 性 ，取得 了成 功 。

1、试验条件 

  试验在大同一电厂5号 机上 进行 。该型 风 机为双进双 出结构 ，叶片为直根 式 ，具 体参数如 下：外 径 2200mm，介 质 温度 170℃ ，转 速 960 r／min。 双 排 叶片 共 计 24片 ，片 厚 8mm，另 用 厚为 10mm 的钢 板 作 为 衬 板 并 用 螺 栓 与 叶 片 连 接 ，衬 板 使 用 寿 命 为 半 年 (磨 穿 )。 中盘 厚 2O mm，使 用 寿命 1年 (双 面共磨 损 12ram)。整 体 寿 命 1年 ，每年 更换 。

2、 粘接强度校核

引风 机 在 近 200℃高温 、带硬 质 颗 粒 的高 速 冲刷 气 流 作 用下 工作 ，要 求 胶粘 剂 必 须 具 备 耐高 温性 能 ，同 时具有 一定 的抗 剪 强度 自配胶 粘剂 的 抗 拉 强 度 (金属 一金 属 )为 50MPa(室 温)及 30MPa(150 ℃)；抗 剪 强 度 为 20MPa (室 温 )及 10MPa(150℃)。

  经 计 算 ．在 150℃温 度下 ．当 引风机 以 960 r／min转 动 时，1块 i00mmx1O0mm×3mm 的瓷 片受 到 的 向心力 为 1．109kN，而 此 时胶 粘 剂 所能提供 的抗剪 力为 147．15kN(150℃)，其 大小为 向心力 的 132倍 ，具有 极高 的保 险系数 。

3、 陶瓷片物理机械性能 

   陶 瓷 片 采 用 Al₂O₅粉 末 冷压 烧结 成 型 ，厚 约 3mm，硬 度 HRC(69～70)，耐 磨性 为 高 铬铸 铁 的 (6～8)倍 ，碳 钢 的 50倍 以上 。

4、 粘贴工艺 

  按 要求 首先将 金属表 面打磨 干净 ，见 金属光 泽 ，并 用 3 偶 联 剂 酒精 溶 液 处 理 盒属 表 面 ，然 后根据 粘贴 工 艺 用胶粘 剂将 陶瓷 片粘 贴 于 风机 叶轮的磨损 表面 。第 1次粘 贴时在 中盘两 慨面全 部 粘贴 3mm 瓷 片 ，室温 自然固 化。24块 衬板 只 粘 靠 近 出 口端 的半 部 ，面积 约 为 300mm× 200 mrn，瓷片 与金 属衬 板之 间加 入玻 璃 纤 维作 为增 韧层 并在 自制的烘箱 中保 温(150℃×2h)。

  5 、试 验 结 果 及 分 析 

  自 1994年 5月 投运 至 1995年 1O月 份 第 1 次检测 ，发 现 叶轮 轮 毂两 侧 面陶 瓷完好 无 损 ，无 任何 脱 落 掉块 现象 ，平均 磨 损 不到 0．1mm，按 实 际运 行 时间计算 ，每年 最多磨 损 0.11mm。磨 损 量 为粘 瓷 片前 的 1／30。24块 衬板 中 ，运 行初 期 共 有 3块 村 板 上 的 瓷 片全 部 脱 落 ，而 其余 则 基本 完好 。经初 步分 析 ，瓷 片脱 落是 由于烘 干 加 热 时 烘 箱 中局 部 超 温 [(250～300) C]造 成 胶 层 老化所 致 。经 紧 急修 补后 继续 投入 使 用 ，未再 发生 任何 脱 落现 象 。在 2个 轮毂 侧 面 ，没 有 任何 瓷 片 脱落 ，保持 完好 。 

  分 析 不 同 部 位 的 陶瓷 片磨 损 情 况 发 现 ，在 沿 气 流 流 动 方 向 的平 面 上 瓷 片磨 损 平 均 不 到 0．1mm，越靠 近 叶轮外 缘 ，磨 损越 严重 ，平 均磨 损 O．2mm ，明 显 比 中盘 轮毂 两 懈 处磨 损 严 重。这是 由于越 靠 近 叶轮 的外缘 ，气 流 流速 愈大 ，因 而磨 损 愈严 重 。 

 与 沿 气 流 方 向相 比 ，在沿 气 流 垂直 方 向 上 的瓷 片 磨损 最 为严 重 ，最多 可达 (1～3)mm。实 际 上这 正符 合 陶瓷 冲刷 机 理 ，即气 流入 射 角 愈 大 ，磨 损 愈严 重 。而 且 由于接 缝处 形 成 的祸 流使 得沿 接 缝 处 金属 基 本 磨 损 最 为严 重 ，甚 至可 以 把 金属 衬板 磨穿 ，使 陶瓷完 全 悬空 ，造成 部分 迎 风接 缝 处瓷 片脱 落 。 对 衬 板 连 同 瓷 片进 行 抗 拉 强度 测 试 ，结 果 表 明 ，经 过 1年 运行 后 ，胶粘 剂 的剩余 抗 剪强 度 仍 有 10MPa(150 ℃)。而 此 时 的 向心 力 仍 是 1．109kN。按 1O 年老 化率计 算 ，5年 后胶 粘 剂 的剩 余强 度 为 8．6MPa，仍 大 大 高于 向心力 。 

  为 了进 一步 试 验 胶 粘 剂 的性 能 ，1995年 5 月 又对 2台 同型 号 引风 机 进行 了粘 贴 试 验 ，并 且 撤掉 了衬 板而 直 接 粘 于 叶 片上 ，并 且 在 迎 风 边 上采 用 丁 字型 瓷 片 ，进 一 步 降低 了气 流 冲刷 底部 盒 属 的可 能 性 。经 连续 700d的运 行后 检 查 ，陶瓷 片 完好 ．基 体 没有 脱 落 现 象 ，平 均 磨 损 不 到 0．2mm 。 

  如 果 在 迎 风 边 采 用 U 型 瓷 片并 加 大 垂 直 于 气 流 方 向上 瓷 片 尺 寸 ，同 时 确保 瓷 片 与 瓷 片 之 间 过 渡无 缝 隙 ，则 可 以更 好 地解 决 瓷 片易 于 脱 落 的问题 。

6、 结 论

  耐 磨 陶 瓷具 有 优 异 的 耐磨 性 能 ，利用 胶 粘 技 术 将 其粘 贴 在 风 机 叶轮 的磨 损 部 位 ，可 以 大 大 提 高 其 耐磨 寿 命 ，平 均 寿命 可 以提 高 5倍 以 上 ，是 一 项 十分 有效 而安 全的 耐磨 防磨 新工 艺 ， 值得 在 电力 行业 大 力推 广 。