送风机叶轮开裂原因分析及焊补

【摘 要】叶轮机是火电厂工作中不可缺少的设备之一，也是重要的锅炉辅助设施，其在工作中运行是否安全、稳定直接关系到火电厂发电机组的运行安全和经济性能。本文就某火电厂送风机叶轮开裂现象进行分析，提出了其产生原因以及焊补方法，并对其中其中存在的质量问题进行研究和总结。

【关键词】火电厂；锅炉；送风机；叶轮

面对科学技术高速发展的今天，我国各火电厂的发电形势、锅炉运行效率都存在着极大的不足和缺陷，因此就需要在工作中积极探索和研究机组的节能新技术、新方法，从而寻找送风叶轮机的优化措施和改进建议，向新科技要工作效率、以节约理念的应用提升工作效益、以管理工作的完善来提高其设备的运行模式。因此在目前的送风叶轮机工作中，我们需要从多个角度去分析和总结，针对目前工作中存在的质量问题加以研究和总结，从而提出全面系统的工作理念和工作模式。

1.送风机叶轮概述

送风机是供给锅炉燃料燃烧所需要空气的一种主要的辅助设施和辅助手段，也是目前工作中最为关键的重点工作流程和工作模式。送风机在目前的应用中主要是想锅炉内部输入燃料所使用的二次风以及磨煤机所需要的干燥风，其在应用的过程中通常都是由进气箱、风机外壳、轴承箱以及转子共同组成的。而叶轮作为转子中最为关键的部分，其通常都是以焊接的形式存在的，因此，叶轮质量较强，惯性较小，其主要是固定在主轴之上进行固定，并且有锁母进行锁紧固定，并且在应用中确保叶轮自径为1000。

2.某火电厂送风机叶轮开裂现象分析

某电厂在工作的过程中是采用2×200MW机组工程来进行工作的，其选用的锅炉主要是以DG670/13.9.19型锅炉为主。但是在使用了一段时间之后进行分析的时候，其在应用的过程中仍然是一种长度为150mm，叶轮厚度为12mm的裂缝现象，给企业的生产效益和生产质量到来了一定的影响，同时也造成了该产品可焊性能的降低，使得整个叶轮工作受到影响。

2.1送风机叶轮开裂原因分析

2.1.1焊接方面的原因

由于目前的火电厂工作中，大多数的叶轮在应用的时候都是以焊接方式存在的，其在转子运转的过程中必然会受到各种因素的影响而出现质量问题。通过对某火电厂锅炉送风机叶轮开裂问题进行分析，其中出现问题主要是以薄弱部位为主，其常常在焊接的过程中出现一定的热量影响，由此可以发现平衡块的焊热影响到两台送风机风轮的薄弱部位，也造成了该叶轮机在运行中裂缝的出现与扩大，更是产生了裂缝进一步加深和扩大的现象。因此在目前的焊接工作中，我们对于焊接组织性需要进行全面系统的分析，并且根据工作中存在的种种质量问题加以总结和研究，从而使得送风强度以及韧性降低。在此运行过程中在受到外力和焊接应力的共同影响下，整个外力的存在极容易形成焊缝出现一定的开裂，给日后安全运行留下一定的隐患。经过多年的工作实践和总结得出，在目前的工作中，送风机叶轮是否平衡直接关系到预热处理记录以及焊接裂缝现象，其对于预热处理中存在的焊接裂缝也有着一定的不足和缺陷。

2.1.2运行方面的原因

根据送风机性能特性.低开度下运行将使送风机内部气流处于不稳定状态，当送风机处于不稳定工作区运行时。可能会出现流量、风压的大幅度波动。引起整个系统装置剧烈振动。若长时间在此不稳定区工作。会导致叶轮不断发生超负荷振动而产生金属疲劳.从而导致叶轮前盘从焊接热影响区薄弱部位开裂；随着裂纹开裂长度的增长，振动进一步加剧使送风机保护动作而停机。从运行数据中了解到，调试中送风机曾经长时间在低开度下运行.因此送风机叶轮在调试中的振动也是造成开裂的原因之一。

以上运行数据，看此次风机裂纹产生的主要原因足冈为风机长时间在低开度下运行，根据风机性能特性，低开度下运行将使风机内部气流处于不稳定状态，当风机处于不稳定工作区运行时，可能会出现流量。风压的夫幅度波动，引起整个系统装置剧烈振动.并伴随着强烈的噪声。从修复后在现场试转的情况看，风机在其开度为15%时整个系统压力忽离忽低，管路的气流随之强烈波动，即产生了喘振现象。而喘振将使风机性能恶化，严重时会使风机系统装骨破坏。因此.这也可能是风机产生裂纹的一个原因，放风机不允许在喘振区工作。若长时间在此不稳定区工作会导致叶轮不断发生超负倚振动并产生疲劳破坏，从而最终导致叶轮前盘裂，随着裂纹开裂长度的增长，振动进一步加剧使风机保护动作而停机。而喘振是送风机和管路系统共同决定；一般喘振之前首先要产生旋转脱流，二者的界限及影响因素目前仍是研究的澡题。目前防止和消除喘振的措施存选型和运行时使工作点避开喘振区；如设骨放气阀，使通过风机流量小致过小，采用适当的调节方式，使风机稳定工作区扩大；控制管路容积，避免促成喘振的客观条件等。某公司的送风机出口风箱的容积同郑州新力公司的风箱相比确实有点偏小，这也可能是引起风机裂纹的一个原因。为此某公司对送风机叶轮及风箱进行了加同处理；在运行方面某公司尽量避免在小开度运行风机.尽馈使用变频，少用工频运行风机等。

2.2送风机叶轮裂纹焊补工艺

WH60高强度钢焊接性能较差.容易产生淬硬组织。所以在焊前一般需进行预热，焊后要进行热处理消除应力。根据送风机叶轮的实际情况（裂纹长约150mrn，前盘厚度12mm），采用焊前适当预热、焊后火焰加热热处理消除应力并保温缓冷的措施，为防止叶轮变形采用双面对称焊接（分叶轮内、外侧焊接）工艺。其修复工艺如下：

（1）在裂纹头部钻咖（8～10）ram的止裂孔，以防止裂纹延伸。

（2）选用CHE557焊条，焊前经350℃烘焙1h。使用时用保温筒保存，随用随取。

（3）沿裂纹方向用角向磨光机打磨叶轮前盘内侧裂纹，并延伸至止裂孔位置，打磨宽度为8～10m，深度为6mm左右，V型坡口；焊前对坡口及周围20岫的范围内清除油、锈等。

（4）焊前用火焰加热方式对焊补部位预热150℃左右；焊接电源直流反接，焊条选用64.0mm，焊接电流为130～140A。焊接时采用短弧操作；焊完后采用火焰加热方式进行热处理。加热温度650℃，加热30min左右然后保温缓冷。冷至室温后用角向磨光机对焊补部位焊缝进行打磨。打磨至与母材平齐。

（5）用（3）、（4）的操作方法对叶轮前盘外侧开裂部位进行修复，与内侧焊补部位对称焊接，以减少叶轮的变形。

（6）用西30～40mm的圆钢围成圆环，圆环外径距离前盘出口边（即叶轮外圆的边缘）约60～80mm。用等距离隔段焊接的方法将其焊在风机叶轮的前盘上（焊接工艺与前面裂纹的焊补工艺相同）。以增加送风机叶轮的刚性，防止再次产生裂纹。

（7）用着色探伤的方法检查焊补部位，没有裂纹即可。

（8）随机转动叶轮，检查叶轮平衡。

3.结束语

该单位送风机叶轮经现场修复后，两台送风机在各开度下试转，风机的振动状况良好。振动值均在厂家要求的范围内。修复后运行至今未出现裂纹。 [科]