摘要：為了解決火電廠排粉機葉輪的磨損問題，結合陶瓷的優異耐磨性及高分子材料粘貼的方便性，成功地將陶瓷應用在風機葉輪的防磨上，使風機葉輪的使用壽命提高3倍以上，為表面防磨技術又提供了一種有效可靠的方法。
火電廠中使用的各類風機有引風機、排粉機、給風機和送風機等。其中引風機和排粉機作為電廠的主要輔機之一，因為磨損而嚴重影響其出力并帶來頻繁的更新維修，已成為火力發電廠鍋爐安全運行的隱患之一。多年以來，雖然使用過許多表面強化方法，包括表面堆焊耐磨材料，熱噴涂，噴焊，表面涂覆各種高分子涂料，表面淬火或化學熱處理等，效果均不十分理想。針對耐磨膠粘劑主要是利用高粘接強度的膠粘劑粘接耐磨顆粒材料，由耐磨材料提供抗磨能力的特點，考慮利用膠粘劑粘接耐磨陶瓷用于風機葉輪的防磨。該項技術在經其它電廠試驗成功的前提下，先后在湛江發電廠的十幾臺排粉風機葉輪上進行應用，葉輪最長使用時間已超過3a，使用壽命提高3倍以上，取得了較好的經濟效益和社會效益。
1 葉輪運行工況
湛江電廠現在有4臺300MW機組，每臺機組配備4臺球磨機，每臺球磨機配1臺排粉機。排粉機葉輪直徑為2 020 mm，后彎式12片葉片，轉速1440 ／min，介質溫度90℃。因煤粉的沖刷磨損，葉輪的使用壽命平均只有1a，雖然使用過各種表面強化工藝，包括噴涂噴焊，堆焊及涂覆高分子材料，但使用效果一直不佳，成為機組安全運行的嚴重隱患之一。
2 磨損分析及對策
火電廠排粉風機葉輪主要是將磨煤機磨出的細煤粉送入鍋爐進行燃燒，因煤粉的沖刷使風機葉片的磨損十分嚴重。風機的磨損部位主要集中于葉片進口前緣和中盤與葉片的交角處，這些部位的鋼板經常被磨穿或磨成較深的溝槽，尤其是在焊縫處磨損更為嚴重。磨損破壞了風機葉輪的運轉平衡，造成風機劇烈振動，甚至發生嚴重的事故。16Mn鋼制造的燒結風機和煤粉風機葉片的使用壽命大約為6個月，嚴重的只有4個月。
多年來，國內外為延長風機葉輪的使用壽命進行了大量的研究，歸納起來主要有以下幾種處理方法：
a）表面涂覆，在葉片表面磨損部位涂覆或粘接高分子耐磨材料；
b）熱噴涂（焊），采用等離子噴涂方法或氧乙炔火焰，在葉片磨損表面噴涂陶瓷或碳化鎢或者噴焊鎳基＋碳化鎢合金；
c）表面化學熱處理，對葉片表面進行滲碳或多元共滲；
d）表面堆焊，采用耐磨電焊條、耐磨粉塊在風機葉片磨損部位堆焊耐磨合金；
e）表面粘貼或焊接陶瓷，將耐磨工程陶瓷利用高強度耐高溫膠粘劑或特殊焊接工藝復合在風機葉片表面上。
以上各種工藝中表面噴涂堆焊和表面復合陶瓷工藝使用較多，但表面堆焊或噴涂工藝易引起風機葉輪變形，因而其使用受很大限制；相對來講，表面粘貼或焊接陶瓷工藝因不必輸入熱量，陶瓷的耐磨性均比其它材料優異，所以得到廣泛的使用。
3 粘貼陶瓷片的可行性分析
風機葉輪粘貼陶瓷的防磨效果取決于兩個條件：
a）要求陶瓷耐磨性能優異，其耐磨性應當比WC噴涂噴焊材料或堆焊材料高至少3倍以上；
b）要求陶瓷與金屬之間可靠連接，即使用的粘接劑的粘接強度要高，韌性要好，而且耐高溫耐腐蝕，耐老化壽命至少在10
a以上，強度下降不超過10％。
3．1 耐磨 材料的性能
作為耐磨材料使用的陶瓷主要有氧化鋁、碳化硅、氮化硅及氧化鋯等。針對風機葉輪的使用工況，耐磨陶瓷采用冷壓燒結氧化鋁陶瓷，其主要特點是價格便宜，密度小，耐磨性能優異。經實測，采用冷壓燒結的氧化鋁陶瓷塊硬度為H A88，密度為3．7t／m SU 3 /SU ，耐磨性是高鉻鑄鐵的5倍左右，普通碳鋼的100倍左右。在風機上使用，陶瓷片的厚度只有1．5 mm，每平方米（10000片）的質量只有5．5 kg。在風機葉片的入口處，可以采用U型陶瓷塊，在迎風面尺寸可達6 mm。相對于一般的熱噴涂及堆焊材料，因最大厚度只有1-3mm，因此，陶瓷的耐磨性能完全可達到預期的目標。