鍋爐排粉機葉輪修復工藝研究

孟慶彩（天津天鐵冶金集團有限公司動力廠，河北涉縣056404）

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鍋爐排粉機葉輪修復工藝研究

孟慶彩
（天津天鐵冶金集團有限公司動力廠，河北涉縣056404）

［摘要］針對鍋爐排粉機葉輪由于長期受煤粉的沖擊磨損，導致葉片變薄、破損，頻繁更換的問題，通過對葉輪采用焊補修復工藝，葉輪動靜平衡校驗，降低了排粉機葉輪的更換頻率及材料備件的消耗成本，能夠滿足正常運行要求。

［關(guān)鍵詞］排粉機；葉輪；修復；動靜平衡

1　引言

天鐵集團動力廠共有7臺鍋爐制粉用排粉機，型號為M7-29 13D，其中1臺為右旋，其余6臺為左旋，每臺均有20片葉片。在煤氣煤粉混燒型鍋爐的生產(chǎn)流程中，排粉機起著舉足輕重的作用。排粉機將磨煤機磨制好的煤粉以空氣為介質(zhì)輸送到粗細粉分離器，由粗細粉分離器分離出來的細粉用以鍋爐燃燒生產(chǎn)蒸汽。但鍋爐制粉系統(tǒng)的排粉機葉輪一般使用1年左右就磨損嚴重，不得不更換新葉輪，但是經(jīng)檢查發(fā)現(xiàn)，磨損部位只是葉片根部靠近焊口處的一部分，還具有很高的修復價值。為了加強修舊利廢水平、降低成本，故決定自主研制一套排粉機葉輪修復工藝，以提高葉輪的使用壽命。目前，經(jīng)修復后的葉輪運行情況良好，滿足排粉機安全運行的各項指標要求。

2　排粉機葉輪的損壞原因

由于排粉機的輸送介質(zhì)是含有少量煤粉的熱空氣，煤粉顆粒會對排粉機葉輪造成沖蝕、切削的機械式損壞，距離葉片迎風面根部越近，磨損程度越大。隨著時間的推移，磨損量繼續(xù)增加，最終導致葉片減薄、損壞，不得不進行更換。由于集團公司沒有設置專業(yè)修復葉輪的機構(gòu)，故更換下來的葉輪只能作為廢料被運往廢鋼處。經(jīng)觀察，發(fā)現(xiàn)損壞的葉輪葉片根部磨損長度為200 mm左右（視運行時間長短而定），并且一般磨損部位為相對均勻分布（如圖1所示），還存在很大的利用價值。

圖1　磨損的葉輪

3　修復工藝

3.1葉輪修復前數(shù)據(jù)采集（見表1）

停機前，進行數(shù)據(jù)采集，以對比修復前后各工況下的振動數(shù)據(jù)。聯(lián)系自動化作業(yè)區(qū)將排粉機的變頻啟動轉(zhuǎn)速解除，使其能在各個轉(zhuǎn)速上轉(zhuǎn)動（排粉機正常工作轉(zhuǎn)速為1 450 r/min，振動值＜0.06 mm）。

表1　葉輪修復前在不同轉(zhuǎn)速時的振速和振幅

3.2拆卸葉輪注意事項

將排粉機葉輪從設備上拆下，并運至作業(yè)區(qū)院內(nèi)進行修復。在拆卸和運輸過程中，切忌摔、打、磕碰而引起葉輪變形。葉輪的磨損是相對均勻的，并未失去動平衡，所以在拆卸和運輸中盡量減小磕碰之類的損壞。

3.3葉輪修復工藝過程

3.3.1修復過程

（1）對葉片和焊材分別進行編號，嚴格做到相對應。葉片編號為1#～20#，相對應的焊材分20組，每組5根焊條，組號對應葉片號。

（2）施焊前，將施焊部位清理干凈，用湯布或棉紗用水浸濕敷在焊接部位周圍，防止焊接引起熱變形。

（3）焊接時，要對葉輪進行對角單面焊接，這樣可以使葉輪前、后盤均勻收縮，減少焊接變形，并且每個葉片使用的焊材要做到等量。

3.3.2焊接工藝參數(shù)

母材規(guī)格：A3；

焊條牌號：J422，規(guī)格Φ3.2；

焊材處理條件：焊條烘干溫度350℃，保溫時間1 h。

母材處理條件：用空壓機吹干凈后砂紙打磨；

每層焊縫的焊接方式：手工電弧焊、手工電弧焊、手工電弧焊；

焊接設備：AT2-400；

焊接速度：20 mm/min；

電弧電壓：20 V；

焊接電流：100 A；

焊縫數(shù)量：20個。

3.4葉輪修復完成后進行回裝

回裝時同樣要切忌摔、打、磕碰而引起葉輪變形。

4　葉輪平衡狀態(tài)的校驗

4.1葉輪靜平衡

4.1.1顯著不平衡

將葉輪安裝在排粉機軸上，并對葉輪進行20次盤車。每盤車一次，等待葉輪自然靜止后，將葉輪垂直向下位置上的半徑（即最低點）做標記。如此反復盤車20次，相對應的在葉輪上記錄1～20標號。若這些標號大部分集中在一個半徑位置的周圍，說明葉輪是顯著不平衡的，該半徑位置即為葉輪偏重的一側(cè)；若標號均勻分布，則可以判定葉輪處于顯著平衡狀態(tài)。通過觀察葉輪上所記錄的標號位置發(fā)現(xiàn)，標號未明顯聚集，且標號全部交叉雜亂排布，間距幾近均勻，故判定經(jīng)修復后的葉輪是顯著平衡的。

4.1.2不顯著不平衡

在對葉輪進行不顯著不平衡校驗時使用試加重量法。

（1）在葉輪上畫一配重圓。

（2）將配重圓的圓周等分12份，按順序在等分點上標上編號1，2，3，…，12（見圖2）。

圖2　配重圓

（3）先使1點和軸心共處于一條水平線上，并在1點處試加墊片（質(zhì)量為m1），并用磁鐵（質(zhì)量為m2）將墊片吸附在葉輪上，逐漸增加墊片數(shù)量，直到葉輪輕微失去平衡（即葉輪轉(zhuǎn)動一個很小的角度），把添加墊片的數(shù)量及相應的等分點編號記錄下來。剩余11點重復操作一遍。

（4）十二個點所加墊片的數(shù)量曲線如圖3所示。

圖3　配重圓各點與墊片數(shù)量對應圖

（5）從曲線上可以看出，葉輪最大配重處為9點，所配重質(zhì)量為5m1+m2，最小配重處為3點，所配重質(zhì)量為m1+m2，從而計算出葉輪剩余不平衡重量W余：

W余即為兩個墊片的重量，用電子秤稱出一個墊片質(zhì)量為10 g，那么所需要加的剩余不平衡重量為20 g。根據(jù)葉輪靜平衡允許偏差數(shù)值，近似為葉輪直徑乘以0.025 g/mm，只要所添加的剩余靜不平衡量小于該值，則完成靜平衡校驗的標準計算，20 g＜1 300 mm×0.025 g/mm =32.5 g，因此所加的剩余配重可以消除葉輪的剩余靜不平衡量。同時，由于墊片要用電焊將其固定在葉輪上，所以必須考慮焊條對所加剩余配重的影響，一根J422、Φ3.2的焊條重量大約為30 g左右，1/3根焊條的重量與一個墊片的重量相加正好為葉輪剩余靜不平衡量，故最后用1/3根焊條將一個墊片焊固在葉輪9點處，達到消除葉輪靜不平衡量的目的。

4.2葉輪動平衡

4.2.1初試葉輪動平衡

葉輪回裝之后，入口管道簡單固定。啟動排粉機，從低轉(zhuǎn)速50 r/min開始進行測試數(shù)據(jù)，每加100 r/min，測定記錄一次數(shù)據(jù)。通過表2中初裝葉輪后數(shù)據(jù)可以看出，葉輪的動平衡是非常好的，可以進行設備恢復。

表2　葉輪修復后在不同轉(zhuǎn)速時的振速、振幅

4.2.2完全恢復后動平衡

葉輪完全恢復后，依然是從低轉(zhuǎn)速開始，進行加轉(zhuǎn)，記錄數(shù)據(jù)。通過表2中葉輪完全恢復后數(shù)據(jù)可以看出，葉輪運行情況良好，符合葉輪正常運行時對振動、振幅的要求值。

5　結(jié)束語

通過對上述葉輪修復工藝的成功探究，有效解決了動力廠葉輪磨損后無法自主修復的難題。之后，其他6臺排粉機葉輪及引風機葉輪相繼應用了此修復工藝，修復后全部滿足正常運行要求。應用葉輪修復工藝后，提高了動力廠修舊利廢水平，降低了材料備件的消耗成本，達到了預期目的。

Study on Boiler Mill Exhauster Impeller Repair Process

MENG Qing-cai
（Power Plant，Tianjin Tiantie Metallurgy Group Co.，Ltd.，She County，Heibei Province，China 056404）

AbstractBecause of the impact and wear caused by pulverize coal，the blade of mill exhauster impeller turned thinner and was damaged and had to be changed frequently. Welding and repair process was adopted and dynamic and static balance calibrated for the impeller. The exchanging frequency of mill exhauster impeller and the consumption cost of material and spare parts were reduced. Normal running requirement was met.

Key wordsmill exhauster；impeller；repair；dynamic and static balance

doi：10.3969/j.issn.1006-110X.2016.03.016

收稿日期：2016- 02- 08修回日期：2016- 02- 25

作者簡介：孟慶彩（1988—），女，主要從事鍋爐檢修方面的研究工作。