以下是针对四川垃圾焚烧发电厂耐高温鼓风机的技术方案,重点围绕双轴承冷却结构和抗硫腐蚀涂层两大核心设计,以应对高温、高硫腐蚀等恶劣环境挑战:
一、技术背景与挑战
1.环境特点
-高温环境:焚烧炉烟气温度可达200-450℃,鼓风机需在高温下稳定运行。
-腐蚀性气体:垃圾焚烧产生的含硫化合物(H₂S、SO₂等)、氯气(Cl⁻)及酸性气体,易导致金属部件腐蚀。
-粉尘颗粒:烟气中含灰渣、金属氧化物等硬质颗粒,加速设备磨损。
2.传统问题
-普通鼓风机轴承易因高温膨胀导致卡死或失效。
-常规涂层易被硫化物腐蚀剥落,缩短设备寿命。
二、技术方案设计
1.双轴承冷却结构设计
目标:解决高温环境下轴承过热问题,延长使用寿命。
技术要点:
-双轴承布局:
-采用前后双轴承支撑结构,分散机械负载,降低单轴承温升压力。
-前轴承(近叶轮侧)选用高温陶瓷滚子轴承,耐温可达600℃;后轴承采用耐高温合金钢轴承,增强整体稳定性。
-主动冷却系统:
-风冷+水冷双模式:
-风冷通道:在轴承座外壳设计环形空气流道,利用外部洁净空气强制对流散热。
-水冷夹套:轴承座内部集成循环水冷夹套,水温控制在40℃以下,通过PLC实时调节流量。
-温度监控:内置热电偶监测轴承温度,超温时自动触发报警并调整冷却系统功率。
优势:
-轴承工作温度降低30-50℃,寿命延长2-3倍。
-双冷却模式适应不同工况,确保极端高温下的可靠性。
2.抗硫腐蚀涂层技术
目标:抵御硫化物腐蚀与粉尘磨损,保护关键部件。
技术要点:
-涂层选材:
-基材:叶轮、壳体采用高铬镍合金(如Inconel625),耐高温强度≥800MPa。
-表面涂层:
-底层:等离子喷涂NiCrAlY合金涂层,厚度80-120μm,增强基体结合力。
-面层:高速氧燃料(HVOF)喷涂Cr3C2-NiCr陶瓷金属涂层,硬度≥1000HV,耐硫腐蚀性能提升5倍。
-工艺优化:
-预处理:基材表面喷砂处理(Sa3级清洁度),确保涂层附着力。
-后处理:涂层激光重熔,消除孔隙,提升致密性;边缘区域采用氟橡胶密封,防止酸性介质渗透。
优势:
-涂层耐硫腐蚀寿命≥3万小时,降低年维护成本40%。
-抗颗粒冲刷性能提升,叶轮磨损率下降60%。
三、综合效益
1.运行稳定性:设备连续运行周期从6个月延长至18个月,减少非计划停机。
2.环保合规:满足《生活垃圾焚烧污染控制标准》(GB18485-2014)对硫化物排放的控制要求。
3.经济效益:综合节能15-20%,年维护费用降低30%以上。
四、实施步骤
1.设计验证:通过CFD模拟高温流场与腐蚀分布,优化轴承布局与涂层厚度。
2.样机测试:在模拟焚烧烟气环境中进行2000小时耐久性试验。
3.现场应用:优先在四川地区高硫垃圾焚烧项目中试点,逐步推广。
该方案通过材料创新+结构优化双重路径,系统性解决垃圾焚烧鼓风机的高温与腐蚀难题,适合四川地区高湿度、高硫含量的特殊环境需求。
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