離心風機葉輪磨蝕現場焊接修復技術

楊向陽

（中海石油華鶴煤化有限公司，黑龍江鶴崗 154100）

0 引言

離心式風機大量應用在熱電站、化肥、石油化工等生產裝置中，特別是循環流化床鍋爐很少有機械部分，床料的流化、爐渣的排放、煙灰的輸送、石灰石的輸送以及煤的播撒等都靠風來實現，因此風機的運行情況直接關系著流化床鍋爐是否能安全、經濟運行。目前，國內鍋爐均朝著大型化發展，相應配套的風機也越來越大，隨著體積的增大，風機葉輪、葉片的檢修、更換也越來越困難。以某廠170 t/h流化床鍋爐引風機轉子葉輪葉片的在線修復為例，介紹一種在線修復方法,可有效降低檢修費用及時間。

1 故障及原因分析

某廠170 t/h循環流化床鍋爐引風機為AYX220-5ANo24F型雙支撐形式，結構形式如圖1所示，主要由葉輪、機殼、進風口、前蓋板、調節門、進氣箱等組成，同時該風機配備現場就地、遠程雙通道烈度監測裝置，對機組進行保護。

引風機是維持爐膛負壓，保證爐膛內平衡通風的關鍵設備，主要參數：轉速986 r/min,流量316 000 m3/h，全壓7700 Pa，溫度136℃，電機功率1000 kW。

機組運行過程中風機出現振值增大現象，橫向振值最大達到11 mm/s，為保證設備安全穩定運行，設備停車進行檢修。首先對已經到達使用壽命的前后軸承進行檢查，發現軸承狀況良好，但已經運行了近萬小時，為了長周期穩定運行，對兩套軸承進行更換。打開機殼人孔進行檢查，發現16個葉片靠近驅動側三角區域均出現不均勻程度減薄，焊縫部位焊肉消失，出現縫隙，主要分布在靠近驅動側范圍內（圖2），經測量備件，該部位厚度20 mm，最薄處1 mm。經判斷分析，風機工作介質含有大量粉塵，流經葉輪葉片時對葉輪進行沖刷造成該部位沖刷磨蝕嚴重，導致風機轉子不平衡是振值增大的主要原因。

圖1 AYX220-5ANo24F型引風機結構

2 修復過程

圖2 葉輪葉片沖蝕情況

經過評估，該葉輪已無法再正產使用，需要整體更換葉輪，以滿足運行需要。次葉輪直徑2400 mm，整體尺寸較大，且需將進氣箱、上部風殼、調節風門等部件拆除，工程量較大。經過對葉片損壞部位位置、形狀的分析，決定只對葉片進行修復，具體方法：

（1）對16個葉片損壞、減薄部位進行逐個測量，為減少動不平衡量，對每個葉片均按損壞最大尺寸將三角形減薄、損壞部位切掉，打磨干凈。

（3）首先使用J422焊條將加工后的三角板焊接到葉片上，斜邊對焊焊透，上下底邊角接焊縫，然后使用鈷鉻鎢合金堆STELLITE6焊條對易磨蝕部位進行表面堆焊，厚度5 mm，并打磨平整（圖4）。

圖3 梯形板形式

（4）使用 DM-3型現場平衡儀對修復后的葉輪做現場動平衡,根據JB/T 9101—1999《通風機轉子平衡》要求，在正常轉速980 r/min時要求動不平衡量g，初始動不平衡量1200 g，根據顯示數據，對相應部位的葉輪進行打磨，最終動不平衡量為40 g，經實測振值均在1.5 mm/s以內，滿足生產需要。

圖4 焊接梯形板

3 結語

修復后風機已平穩運行近5個月，未出現因振值或溫度超標而造成事故及停車。

（1）根據葉輪不同葉片、同一葉片不同部位的磨蝕情況均各不相同、存在明顯差異性的現象進行分析，造成這種差異性除葉輪出廠時本身耐磨層的硬度、厚度不均外，還與煙氣的速度和進入葉輪的角度有密切關系，因此要從根本上改善這種現象還需要廠家在設計、制造時調整好煙氣速度和氣流進入葉輪的角度（安裝角），將磨蝕速率降到最低，然后加大耐磨層硬度計厚度，進而延長葉輪及轉子的使用壽命，減少維修量。

（2）焊接修復時，為減少風機試車時的動不平衡量，將16個葉片統一按照最大磨損面積制作貼板，焊接，能有效降低調整動平衡次數及工作量。

（3）在耐磨堆焊材料的選擇上，要考慮到材料的耐磨、耐熱、耐蝕性、機加工性能，盡量選擇硬度高、耐磨的焊材，如本次修復選擇的鈷鉻鎢合金STELLITE6焊條，常溫下硬度高溫下HV為301，在相當寬的溫度范圍內有較好的耐腐蝕、耐高溫、抗黏著磨蝕性能，是理想的堆焊材料。

（4）操作人員對鍋爐燃燒系統進行工況優化調整，降低煙塵中顆粒物粒度，定期檢查煙道積灰，也可有效控制葉輪磨蝕速率。

由于鍋爐本身灰渣特性決定，相關系統均存在不同程度的磨蝕、沖刷，給生產帶來了不小的困擾，而目前國內風機又正在朝著大型化發展，相應檢修工作也越來越復雜、困難化，因此利用在線平衡儀等設備，現場焊接修復是減小檢修難度、減輕工作量、降低檢修費用的有效方法。同時，通過系統優化調整，可延長葉輪使用壽命，提高經濟效益。