气固两相流离心风机叶轮防磨损措施

　　气固两相流离心风机叶轮防磨损措施左公政翟志红王晓东李贵军21.中国矿业大学，江苏徐州221008；2.泰州民政局，江苏泰州225300纳了各种防磨措施的特点，井对两相流防磨的发展进行了展望。

　　1引言气固两相流离心风机工作时含有固体颗粒的流体将对所流经的部位产生磨损作用。严重的将使过流部件洞穿和变形，恶化风机内的流动特性。由于固体颗粒对叶片和机壳面的经常冲击，使叶片和机壳磨损为严鼠不仅影响风机的性能缩短风机寿命降低生产效率。加大能耗和设备的投资。甚至会引发叶片断裂及飞车等重大事故。

　　离心风机叶轮的磨损与磨粒特性流动特性混合物浓度及叶轮纟1构设计，所用材料都，6系，各素之间相互制约，相互影响，给研宄人员带来很多困难。本文就目前国内外对几种气固两相流离心风机叶轮磨损所采取的防磨措施进行综述。

　　2防磨措施的研究引起离心风机叶轮磨损的因素很多，有风机木身的原因，也有整个输送系统的原因。大致可以分为两类是外部因素，包括载荷滑动速度滑动距离，尘粒的大小密度硬度及流体速度冲角及叶轮叶片的形状等。随着风机载荷尘粒硬度流体速度损。叶片形状付磨损的程度也有1要影响，通；玫设1来改变叶片叶型和叶片安装角可以避免或咸少叶轮叶片的磨损；足村料木9的内在因，如村料木身的硬度成分等。所以+仅要提高村料硬度，也要选⑴耐磨性好的村料。

　　1堆焊耐磨层宋杰从内部因真出发人为选择耐磨村料，要分析叶片承受载荷的大小尘粒硬度以及其尖锐改善被冲击材料的硬度这个方面来延长叶轮寿命，建议引风机叶片选用16河！1材料。2通过实验发现，冲心约在20达到峰仇而脆性材料冲击角达到90时磨损达到顶峰。

　　他们进行处理的方法是在叶片头部附近用焊条进行堆焊，然后从堆焊部向出风口方向焊接±，16，衬板，并在每块衬板上用焊条堆焊波纹状，堆焊尚度为34阳阳，波形单弧圆心角为60.这样做两堆焊波间回旋流动对粉尘产生种气垫作用，可削弱粉尘的冲击能量。

　　加耐磨肋条指在叶轮叶片压力面靠近后盘的出口区域内焊接肋条，主要用来减轻磨粒的磨损作用。

　　固粒在磨损部位的基本运动方式是沿着叶片的面滑动戍滚动，并付血有记的应力作用，焊接在该部位的肋条将阻挡这种运动，从而改变固粒的运动方向，导致固粒跳离叶片面以减轻磨损程度。游振江13在文中归纳了国内外些专家在这方面的研宄。

　　在叶片面粘接耐磨陶瓷，冲角比较小的叶轮几磨损的机观取决于粒广碰撞的冲角时，磨损形式主要以切削机理为主，此时增加靶材硬度是提高磨损的种比较有效的方法。

　　有研究指出，在冲角较小时，陶瓷和金属橡胶相比，其磨损失重小。所以用陶瓷粘接在叶片面来提高叶片抗磨损能力是可行的，但采用这种方法需要解决些问①陶瓷材料与钢材料的膨胀差大的问；要保证粘接的复合强度，以防止耐磨陶瓷在运行中的脱落问，要保证叶片面平整，没有喷涂层。

　　固体3，以共渗同体，14共涔技术是在1993年前后研究开发的种技术。般钢材经过共渗处理后可以获得较高的面硬度，经共涔处理后面硬度极高，由面至中心部分的硬度下降剃度较为缓和。

　　例如45钢及16河钢面可以获得17002400的硬度。硬化层溶度大于2叫耐磨性和耐腐蚀性有很大提尚渗碳渗硼涂刷防磨涂料渗碳渗硼涂刷防磨涂料喷焊耐磨合金的这种防磨方法主要是从材料方面考虑，其目的是为了使金属面形成硬而耐磨的保护层，同时保持钢材芯部的韧性。渗层越深，耐磨效果越好，但脆性大叶片易断裂，这种方法的工艺比较复杂。在叶片工作面涂刷防磨涂料提高叶片材料硬度时，则要根据冲刷角度的大小来选择脆性层涂料或塑性层涂料。河南仿作中州铝厂采用在叶轮试气乙炔喷焊镍铬硼硅合金，8来提高叶轮的抗磨损性能，明显提高了叶轮的使用寿命，但由于喷焊层质量随操作者的熟练程度而异，不易稳定。

　　焊接耐磨刃口1由于叶片的头部般磨损较为严重，所以采用由复合硼化铁组成的烧结硬质合金的耐磨叶片前缘改用实心叶片1这种方法主要针对的是机翼型叶片。由于机翼型叶片是中空的，所以当叶片磨穿后会有尘粒进入，破坏风机的缩短风机寿命，因此，将原节心叶片做成等厚度的实心直板叶片。

　　选用较窄的叶片叶仆的磨损率与其自身的安装仿和气流的流入角有密切的关系。对于硬度较低的塑性材料，磨损量大发生在撞击角为15，30之间，所以当叶片的压力面是圆弧形的时候，总是存在与尘粒成不利的撞击角部位，使这部位的切削能力加强，形成磨损严重的地方，1付厂较窄的直板叶片离心风机，只要合理设汁安装十装角，磨损则相对比较轻。

　　前迓防磨叶栅或，加导叶从风机的磨损机理可知，其磨损部位很不均匀，原因是气流中固体粒子分布不均匀，浓度大的地方磨损严屯。浓度小的地方磨损前迓防磨叶栅或，加导叶片都是从气体动力学的角度考虑，设法控制粒子使其均匀分布。从而降低磨损的方法。依凤鸣介绍了种前置防磨叶栅的方法，其工作原理是，叶轮安装前置防磨叶栅后，作时前聊叶栅随之转动，产生股可趋故粒子的气流，强制代轨道半径减少，阻止粒子向后盘及叶根处运动，使固体粒，沿叶轮进口边比较均匀的分布，从而将粒子的集中磨损转化为均匀磨损，提高叶轮耐磨性，延长风机使用寿命。

　　采用控制载荷设计法设计新的叶型17控制载荷设法主要考虑风机的启动特性，从叶型设计的角度出发，减少叶轮叶片磨损。姚承范等采用控制载荷法及单相耦合和塑脆性损失模型分别付叫种载荷的叶型进行了叶片磨损的计算和分析，认为采用小扩压度加载的叶型，望获得高效耐磨的叶轮。在实验中，证实了小扩压度加载叶型具有较好的磨损均匀性。单圆弧叶型非线形载荷叶型由进口至出口磨损呈减小的趋势，但进口区的磨损较严重，出口区的磨损要轻得多。

　　降低风机转速次戮凡风机的磨损速度与输送气体的含个浓度刖叫周速度的次厅成正比，即风机的转速越高磨损越严重。在满足系统流量压力要求的前提下，选择低比转速的风机可降低风机转速，以减妗磨损。

　　12合3.选风机进风口断增大，电缆长度大幅增加，接地电容电流也逐渐增大，这样会因接地故障引起间隙性弧光过电压造成电缆头爆炸事故，制约矿井生产，威胁矿井的安全，在这种情况下大多采用消弧线圈补偿装置，在6母线经接地变压器引出电气性点，然1经消弧线圈接地。消弧线圈采用自动调谐式，能够自动跟踪补偿接地电容电流，使脱谐度5.补偿结果是接地过电压消除了，但由于零序电流的减少使原接地选线装置的选线准确率大大降低，有时甚至不能选出故障线路。

　　3改进的方法在1时安装小屯流接地选线装！和消弧线轧补偿装置的系统，1尸两者的要求不同。电流接地选线装置是零序电流越大判断故障的准确性越高，而消弧线圈补偿装置是为了降低零序电流。因此，又寸尸这种系统建议采取以下措施改进消弧线圈自动调谐装置，当发生接地故障时，短时间增大消弧线圈的档位，使脱谐度增大，在系统安全的情况下保证小电流接地选线装置正确动作。，般脱谐度硷时间在15，20之间系统可以安企的切除故障。

　　改进接地选线装置，农圯各种运疔参数，通过综合比较故障线路的零序基波有功方向和零序谐波无功方向零序阻抗变化5次谐波等特征，并将以往故障存入数据库，利用人工智能方式，判断故障线路，这样可以极大提高选线的准确性。

　　维俭。电力系统继电保护基本原理北京清华大学出版静茹，栾贵恩。输电线路电流电压保护刖。北京中国电力iBs7l.1991国矿业大学北京校区在读研究生。

　　收稿日期2003 0626；责任编辑陈锡强接第37页合理选风机进风就是改片含尘风机的进条件，从气固叫相流运动规律出发。分析粒子的运动及磨损机理，从气动角度改变风机中粒子的运动轨优化设计，对流动参数进行控制与优化配置。因此，从秣论上来邮动防磨是解决带粒流磨损1的根木之道，目前，国内外研，人4对气动防磨的研允还十分有限，随着对气固两相流流动机理的不断深入敢是从设计方面改善风机磨损的方法。

　　13在叶片面分布球状耐磨颗粒1含尘尚心风机的粒子与叶片的碰撞实际上是在叶片面附近的气固两相流边界层内发生的，而边界层的存在不仅会降低粒子与叶片的碰撞几率，还会降低粒子冲击叶片的速度。在叶片面分布球状颗粒就是要将叶片面附近的边界层，厚，以降低边界内气休和固体颗粒的速度，从而降低1古粒对叶片的磨损。

　　3结语气固两相流离心风机叶轮叶片防磨损的措施归纳起来可以分为两大类是被动防磨，是主动防磨。被动防磨是选取适当的耐磨材料或对被磨材料进行适当的耐磨处理，现在被广泛应用于工业中。

　　法。虽然被动防磨方法在防磨防磨方面起到了定主动防磨也称为气动防磨，主要是从气固两相流的动力学特征入手，对流体机械本身进行抗磨损等的研究。气动防磨方法将+断向前推进。

　　Ii宋杰。离心引风机叶轮的磨损分析及处理措施。风机技术，3游振江，林建中。气固两相流叶轮机械靡磨损问研究综述。流体机械，20003葛景岩，王佳华，等。固体86共渗新工艺在引风机叶轮上的应用。沈阳化工学院学报，1998，121马正先，李慧。离心风机叶轮叶片的磨损与防磨措施。流体6依凤呜，王爱生。离心式通风机前置机防磨叶栅的设计。流7方茁，等。气固两相流离心机叶片载荷特性的研究1.应用力8费瑞乾，朱营康，姚承范。进气条件对含尘离心风机磨损状况的影响。西安交通大学学报，199159伊景海，翁史烈，吴铭提含尘离心风机耐磨性能的气动措施的实验研究。上海交通大学学报，19962相流防磨方面的研究。

　　收稿日期2002 0318；责任编辑陈锡强