鋒速達通風降溫系統
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車間通風設備_特殊工況用風機耐磨技術海上風電這價格必虧無疑
風機產品在建材、冶金、電力、化工等行業，是生產線上不可缺少的關鍵設備。本文闡述了風機在環境極為惡劣工況下運行，如何保證用戶不因為風機磨損而頻繁的停產維修、更換設備及造成諸多的經濟損失。對風機磨損問題進行了深入研究，應用了多種耐磨技術，解決了風機易磨損一大技術難題。
1 不同工況條件下風機的磨損形式
風機的磨損形式：①含塵氣流中磨料的微切削作用而產生的低應力磨粒磨損；②含硬質顆粒的運動流體高速沖向設備表面形成的沖刷磨損[1]；③腐蝕和磨損綜合作用下的腐蝕磨損。風機的運行工況比較復雜，磨損的類型也不相同。
（1）熱電廠多采用Y4-73系列引風機，抽吸電廠鍋爐的煙氣。雖然在鍋爐尾部排煙處設置了除塵裝置，但還會在煙氣中攜帶部分具有一定溫度、細小堅硬的固體顆粒，致使風機工作面長期承受著煤粉、礦石粉等硬質顆粒的高速沖刷，造成了風機機殼和葉輪等迎風部位的嚴重磨損和沖刷。特別是有些熱電廠在引風機前安裝脫硫型除塵器，煙氣中攜帶大量具有腐蝕性的水蒸汽，煙氣進入風機后受環境溫度的影響，在機殼內金屬表面結成含有大量氧化物和硫化物的露點，與金屬發生化學反應，形成一定厚度的松脆腐蝕層，很容易被磨損掉，磨損又加快了金屬的腐蝕速度，腐蝕與磨損的共同作用，加速了風機的損壞。
�。�2）燒結廠一般多采用雙吸入、雙支撐、錐形前盤、單板葉片，用于輸送燒結煙氣的主抽風機。煙氣中含有尖角形狀硬質顆粒的高濃度粉塵，這種混合氣體的溫度平均在150℃左右，最高溫度瞬時可達250℃。SJ8000以上風機工作轉速為1000r/min；SJ8000以下的風機工作轉速一般為1500r/min。在相同工況下，隨著風機旋轉速度的增快，也就是含塵氣流對風機迎風面的磨粒磨損頻率增多，造成風機迎風面金屬磨損加劇。
2 風機易磨損部位
葉輪是風機最易磨損的部件，風機葉輪結構型式不同，運行工況不同，易磨損的部位也不盡相同。
2.1 輪盤部易磨損部位
一般是在受含塵氣流沖刷較嚴重的鄰近葉片進口根部的輪盤迎風面。
2.2 葉片最易磨損的部位
�。�1）葉片進口：在葉片進口頭部正反兩面30~50mm寬度內易發生磨損，靠近輪盤側比較嚴重至輪蓋方向逐漸減弱；
（2）葉片中部：在葉片迎風面的中部，靠近輪盤側80~150mm寬度范圍內易發生磨損；
�。�3）葉片出口處：從葉片迎風面出口邊緣開始產生磨損，逐漸向葉片中部延伸，相同工況下風機運行的時間越長，葉片被磨損的就越簿越短，甚至順著輪盤方向從葉片根部全都磨穿。
風機葉片易磨損部位示意圖，見圖1。
1.葉片 2.輪盤 3.輪蓋 4.葉片出口易磨損部位 5.葉片進口易磨損部位
圖 1 葉片易磨損部位示意圖
2.3 輪蓋易磨損部位
輪蓋迎風面靠近葉片出口100~130mm長，與葉片成20°~25°的邊角處，嚴重時可在此處將輪蓋磨出三角形豁口。
3 耐磨技術措施
風機葉輪的磨損是一個十分復雜的物理過程，它與工作介質、流體速度、粉塵濃度、顆粒硬度，以及風機結構形式，風機焊接結構采用的材質等諸多因素都有關系。為提高風機的耐磨性、延長風機的使用壽命，根據風機的工作條件、磨損類型，選擇相適應的耐磨技術措施。
（1）對熱電廠Y4-73型鍋爐引風機，主要采用在葉輪易磨損部位堆焊耐磨層的技術措施。
�、僖话阍诟咝Ш笙驒C翼型葉片上附加低錳鋼制成的葉片襯板，在葉片進口防磨圓鋼兩側增設防磨板；在特殊工況下運行的風機采用后向板型葉片代替機翼型空心葉片。
②在葉片頭部正反兩面50~70mm寬度、全部堆焊3~5mm厚耐磨層，以增加此部位的抗沖刷磨損。
�、墼谌~片進口高度1/2~2/3處開始堆焊單弧圓心角為60°的人字形波紋，寬度在10~15mm、高度在3~4mm的耐磨條，抵抗多方位煙塵介質的沖刷，增強葉片的耐磨性。
�。�2）對燒結主抽風機采用的耐磨技術措施。
�、俨扇≈鲃拥姆滥ゴ胧汉侠淼卦O計風機結構，增加導向裝置，改變含塵氣流的流動方向，盡量減輕粉塵顆粒對葉片的沖擊，以及分散磨損點等手段，增強葉輪的耐磨性。
�、谶x擇具有高強度、高耐磨性的耐磨鋼板制作可更換的葉片襯板、輪盤易磨損部位的防護板，靠材料自身的耐磨性與綜合力學性能滿足風機的使用性。
③采取經濟上實惠，工藝上簡單，堆焊速度是焊條堆焊速度的2~3倍、高效率，易操作的藥芯堆焊焊絲氣體保護堆焊技術。藥芯堆焊焊絲品種較多，選擇4個焊材廠家生產的9種藥芯堆焊焊絲，做工藝性試驗，之后分別委托哈爾濱焊接研究所、鄭州機械研究所做了相對耐磨性試驗，從中選用5種藥芯堆焊焊絲在風機產品上試用1年多。從藥芯焊絲的工藝性、相對耐磨性、特定工況下使用性進行比較，從中擇優確定了2個生產廠家的3種焊絲做為風機防磨損的堆焊材料,屋頂風機排風設備。 視風機運行工況，在葉片堆焊圖中選一種堆焊形式，在葉片上堆焊耐磨層，見圖2�！�
（a）粉塵濃度相對較高時采用 (b) 一般情況下采用
圖2 葉片堆焊圖
按輪蓋堆焊圖(圖3)和輪盤堆焊圖（圖4）在易磨損部位堆焊耐磨層，以提高風機的耐磨性。
圖3 輪蓋堆焊圖 圖4 輪盤堆焊圖
�。�3）雙金屬復合耐磨板是用堆焊的方法在低合金鋼板上熔敷一定厚度的高耐磨合金，從而形成具有高耐磨性、高韌性的一種復合板。作為風機的耐磨損材料提高風機使用壽命具有重要的現實意義。從7家復合板廠家選取了9種雙金屬復合板加工耐磨試樣，委托哈爾濱焊接研究所、鄭州機械研究所做了硬度測定和相對耐磨性試驗，復合板硬度達到56~64HRC遠大于Q345鋼板，相對耐磨性是Q345鋼板的5～9倍。雙金屬復合耐磨板表面質量和相對耐磨性進行比較，選擇3種雙金屬復合板做風機耐磨材料。
對運行工況特別惡劣，介質顆粒堅硬、棱角鋒利，濃度大、流體速度高的風機，依據風機的工作溫度選擇在工作溫度下具有高耐磨性的雙金屬復合耐磨板做風機葉片和機殼的耐磨襯板。
4 結論
研究了風機運行工況的特殊性，掌握風機磨損類型、風機磨損部位及分布情況，對熱電廠鍋爐引風機、燒結主抽風機等易產生磨損的風機，根據不同工況條件采取了相適應的耐磨技術措施。通過多年的推廣應用，取得了良好的效果，極大限度地保證了風機正常運行，可延長風機耐磨壽命3倍以上，雖然增加了一些制造成本，但適中的價格也同樣得到風機使用廠家所認可。
近日，我國首輪海上風電特許權招標結果揭曉,車間安裝負壓風機。此次海上風電4個共100萬千瓦的項目中，全部低價亮相，其中最低中標價為每千瓦時0.6235元，而陸上風電標桿價已達0.61元。如此低價，能否盈利，多數業內專家并不樂觀。
據悉，在江蘇濱海、射陽、東臺、大豐四個共100萬千瓦的海上風電場特許權招標項目中，央企中國電力投資集團在2個項目中投出每千瓦時0.6101元瓦時的最低競標電價，這一價格幾乎與陸上風電持平。業界人士一致認為，“海上風電這價格必虧無疑”。如今最低每千瓦時0.6235元的中標電價，顯然離“合理”有很大差距。
此前，受江蘇省發改委委托，中國水電顧問集團華東勘測設計研究院對濱海、射陽、東臺、大豐4個項目進行了前期調研，并隨后做出可行性研究報告。報告顯示，根據4個項目所在地的海上風資源條件和設備、施工、維護等現實情況，海上風電場每千瓦時所需投資在2萬元左右，而按照資本金內部收益率8%初步測算，濱海、射陽、東臺、大豐4個風電場含稅上網電價依次為每度1.0620元、1.0450元、0.9553元和0.9645元。
而在一個月前的北京招標現場，所有參與角逐的企業報出的平均電價僅為每度0.71元，與報告測算電價差別甚大。“中國的風電企業還是和6年前一樣不成熟，就像幾年前對陸上風電不知深淺一樣，現在對海上風電一樣不知深淺。”國家發改委能源研究所副所長李俊峰在“2010北京國際風能大會”上表示。
據悉，參與首輪海上風電特許權經營投標的企業中只有中海油有著多年的海上作業經驗，但中海油報出了超過1元錢的電價，這或許值得市場思考。
在我國首輪100萬千瓦海上風電特許權項目招標中，金風科技拿下大豐20萬兆瓦項目。金風科技董事長武鋼也向記者坦承，此次中標價格的確偏低；如果企業要實現盈利，每千瓦時至少需要0.8-0.9元。
據了解，海上風電主要的成本包括風機、安裝費用、維護費用、支撐結構、電力設施、工程管理等。由于海上特殊的環境要求，產品技術更復雜，要求更高。生產風機主要部件軸承的鐵姆肯公司風能業務總經理曾玲玲告訴記者：“海上風機的軸承與陸上風機制造工藝不一，它需要進行特別的封裝以及進行一系列的防腐蝕工藝處理，成本要高于陸上風機。”
在施工和維護領域，相比陸上費用，海上風電的地基和維護費用較高。陸上風電地基費用成本很低，但到了海上風電，其地基費用約占總成本的24%，海上風電的維護費用也達到了23%。維護和地基兩項費用直接推高了海上風電的成本。國內風力發電工程造價平均為每千瓦8000元，海上風電的工程造價在2萬元。
全球最大風機制造商維斯塔斯負責人表示：&ldquo,車間降溫風機;此次公布的價格將給供應商帶來非常大的壓力，這個價格非常富有挑戰性；這要求設備從設計到建造、安裝以及運營維護方面要做到非常完美無缺，即要求風電設備在運行過程中不能出現停機或者修理的情況。”
武鋼表示：“海上風機吊裝成本幾乎是陸上的1倍，如果風機在中途出現故障需運回陸地進行維修，出動一次駁船的費用就幾乎等于這臺風機生命周期里全部的利潤。”由此看來，安裝運維達到完美，我國風機制造商面臨著巨大的挑戰。
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