CN115415732A - 一种深度调峰煤电机组引风叶片材质劣化治理办法 - Google Patents

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Abstract

一种深度调峰煤电机组引风叶片材质劣化治理办法，包括：进行激光除锈，快速清除叶片表面的积垢和附作物；采用磁记忆检测仪，检测叶片应力集中等造成材质劣化问题，给出设备疲劳损伤的早期诊断；采用磁粉探伤对疲劳诊断结果中应力集中区和表面腐蚀坑缺陷进行复核，确定是否有裂纹；对发现的裂纹和叶片表面的腐蚀坑，采用低应力镍基冷补焊技术进行修复处理；采用纳米陶瓷涂料进行冷刷涂，形成致密陶瓷层。本发明所涉及的治理办法具有快速、环保且较为彻底的解决深度调峰煤电机组引风机叶片材质劣化的问题通过实践已经证明效果良好，适合推广使用。

Description

一种深度调峰煤电机组引风叶片材质劣化治理办法
【技术领域】
本发明涉及电力电机组技术领域，具体涉及电机组叶片劣化治理技术。
【背景技术】
引风机是电站锅炉重要辅机之一，其工作流程是，锅炉燃烧产生烟气，首先 经过脱硝装置(脱除烟气中的氮氧化物)，然后进入除尘器(除去烟气中的灰尘)， 最后引风机将烟气送入集合烟气管道，进入烟气脱硫装置(脱除烟气中的硫化 物)，最后排入大气中。
在双碳目标下，煤电机组深度调峰下灵活性运行已成为常态，在机组极低负 荷运行期间，机组的运行状态与额定工况相比发生了较大的变化，针对引风机， 容易造成风机的运行参数发生突变，风量不一致且交替出现，容易造成风机失 速并发生喘振现象，最终导致叶根处萌生疲劳裂纹甚至发生断裂。另外，研究 发现排烟温度每降低10℃，可提高锅炉效率约0.5～0.7％。排烟温度可降低至90℃， 锅炉排烟余热大幅利用的同时，带来了引风机等尾部烟道区域低温腐蚀问题。 烟气中常常带有含有灰粒，灰粒在高速气流的作用下不断冲刷着叶片，在叶片 的金属表面很容易造成磨损和积垢。
综上所述，深度调峰煤电机组引风机叶片主要存在的问题是积灰和结垢、低 温硫腐蚀和叶根处的疲劳裂纹。
【发明内容】
本发明针对以上问题提出了以上存在的问题，提出了一种解决办法，也就 是针对会引风机叶片产生老化，主要针对积灰、结垢和低温硫福士和叶根处的 疲劳裂纹状况进行改善和综合治理。解决和消除积灰和结垢、低温硫腐蚀和叶 根处的疲劳裂纹问题，显著提高风机叶片的使用寿命，防止因材质劣化导致叶 片断裂造成锅炉发生非停事故。
本发明所涉及的一种深度调峰煤电机组引风机叶片材质劣化综合治理方法， 其特征在于，该方法包括以下步骤：
步骤一：进行激光除锈，快速清除叶片表面的积垢和附作物，露出金属光 泽；
步骤二：采用磁记忆检测仪，检测叶片的叶根处、变截面处材料不连续性 而导致的应力集中，表面和亚表面缺陷，给出设备疲劳损伤的早期诊断；
步骤三：采用磁粉探伤对疲劳诊断结果中应力集中区和缺陷进行复核，确 定是否有裂纹；
步骤四：对发现的裂纹和叶片表面的腐蚀坑，采用低应力镍基冷补焊技术 进行修复处理；
步骤五：采用纳米陶瓷涂料进行冷刷涂，辅以激光辐照加热进行固化，形 成具有防腐、防黏连和防磨损的致密陶瓷层。
在步骤一种激光除锈，根据正交试验和极差分析的方法确定清洗参数
而清洗参数包括而不限于：激光功率、扫描速度、激光脉宽和激光频率。
步骤二中检测时，采用单传感器垂直于检测表面，沿着变截面处垂直方向 扫描；
步骤三中磁粉检测的主要参数包括而不限于：磁粉类型、磁化方法、磁悬 液浓度、磁化电流、检测灵敏度和验收级别；
而其种磁粉检测的主要参数选择：磁粉类型：非荧光黑磁粉；磁化方法： 湿式磁轭连续法；磁悬液浓度：水悬液；磁化电流：交流电；检测灵敏度：A1-30/100； 验收级别：I级。参照NB/T 47013-2015承压设备无损检测第四部分磁粉检 测
在步骤四中，采用低应力镍基冷补焊时采用，手工氩弧焊；Inconel 82焊丝， 直径2.4mm；预热温度150～200℃，层间温度控制在100℃以下；焊接电流70～ 90A，直流正接接，电压20～25V，焊接速度40～70mm/min。
更进一步地，在补焊中焊条不摆动，每条焊道厚度不超过4mm，对长焊道 应采用分段退焊的方法，收弧时应将弧坑填满；焊后立即锤击，锤击时应先锤 击焊道中部，后锤击焊道两侧，锤痕应紧凑整齐，避免重复；补焊后保证有足 够的修磨余量，每焊完一层，对补焊区及附近母材进行表面宏观检查，确认无 明显缺陷；焊补工作结束24h后对补焊区进行打磨，对补焊区进行渗透探伤， 探伤合格后方可进行修磨。
如果叶片型线出现缺损，焊接时背面用衬板托衬，层层堆焊，依据叶片型 线控制焊接区域尺寸。
在步骤五中：涂层材料采用复合纳米氮化硼；喷涂粘度：采用-4粘度计测 量，在20s到30s，此时的20s～30s代表测量粘度的一个量，意味着全部流出所 需要的时间；喷涂压力0.3～0.4MPa；喷嘴距离在300-400mm；喷涂中确保下道 压住上道的1/4或1/3，避免漏喷现象；激光辐照功率为800W。
采用本发明所涉及的技术方案产生的有益效果在于：激光除锈的技术参数 选择至关重要，通过大量试验，确定风机叶片常用钢种(Q345)附着物和积垢 的清洗参数，对比常见的喷砂清洗具有以下优点，对叶片基层无损伤，光洁度 高，清洗效率高，单人操作且作业环境无污染且成本低。
因激光除锈后，表面光洁度可达到磁记忆探伤要求。叶片裂纹主要发生在 叶根根部和变截面应力集中处，采用磁记忆探伤仪快速扫查，确定重点位置， 提高探伤效率。针对重点位置，采用磁粉探伤，最终确认是否有裂纹，如有裂 纹，则采用低应力镍基冷补焊技术进行焊接修复处理。通过该方法极大地提高 了叶片无损检测速度。以上两步在4个小时之内可完成一台风机检测。如果用 喷砂+机械打磨后探伤，工期至少在2天以上。
采用纳米陶瓷技术进行防磨和防腐蚀处理，涂层厚度在0.2mm以下且均匀 分布。相比于常见的热喷涂防腐技术，具有涂层薄，不伤基材，抗腐蚀、抗结 渣和抗磨损效果好，涂层保质期在3年以上。
综上所述，本专利提供的方法，具有快速、环保且较为彻底的解决深度调 峰煤电机组引风机叶片材质劣化的问题，该方法已经在龙山电厂运行2年，效 果良好。
【具体实施方式】
下面将结合实施例对本发明进行详细说明，在本发明的描述中，需要理解 的是，术语“中心”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、 “顶”、“底”“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于位置关系，仅是为了 便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特 定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。
本发明所涉及的一种深度调峰煤电机组引风机叶片材质劣化综合治理方法， 其特征在于，该方法包括以下步骤：
步骤一：进行激光除锈，快速清除叶片表面的积垢和附作物，露出金属光 泽；
步骤二：采用磁记忆检测仪，检测叶片的叶根处、变截面处材料不连续性 而导致的应力集中，表面和亚表面缺陷，给出设备疲劳损伤的早期诊断；
步骤三：采用磁粉探伤对疲劳诊断结果中应力集中区和缺陷进行复核，确 定是否有裂纹；
步骤四：对发现的裂纹和叶片表面的腐蚀坑，采用低应力镍基冷补焊技术 进行修复处理；
步骤五：采用纳米陶瓷涂料进行冷刷涂，辅以激光辐照加热进行固化，形 成具有防腐、防黏连和防磨损的致密陶瓷层。
在步骤一种激光除锈，根据正交试验和极差分析的方法确定清洗参数，而 清洗参数包括而不限于：激光功率、扫描速度、激光脉宽和激光频率。
步骤二中检测时，采用单传感器垂直于检测表面，沿着变截面处垂直方向 扫描；
步骤三中磁粉检测的主要参数包括而不限于：磁粉类型、磁化方法、磁悬 液浓度、磁化电流、检测灵敏度和验收级别；
而其种磁粉检测的主要参数选择：磁粉类型：非荧光黑磁粉；磁化方法： 湿式磁轭连续法；磁悬液浓度：水悬液；磁化电流：交流电；检测灵敏度：A1-30/100； 验收级别：I级。参照NB/T 47013-2015承压设备无损检测第四部分磁粉检 测。
在步骤四中，采用低应力镍基冷补焊时采用，手工氩弧焊；Inconel 82焊丝， 直径2.4mm；预热温度150～200℃，层间温度控制在100℃以下；焊接电流70～ 90A，直流正接接，电压20～25V，焊接速度40～70mm/min。
更进一步地，在补焊中焊条不摆动，每条焊道厚度不超过4mm，对长焊道 应采用分段退焊的方法，收弧时应将弧坑填满；焊后立即锤击，锤击时应先锤 击焊道中部，后锤击焊道两侧，锤痕应紧凑整齐，避免重复；补焊后保证有足 够的修磨余量，每焊完一层，对补焊区及附近母材进行表面宏观检查，确认无 明显缺陷；焊补工作结束24h后对补焊区进行打磨，对补焊区进行渗透探伤， 探伤合格后方可进行修磨。
如果叶片型线出现缺损，焊接时背面用衬板托衬，层层堆焊，依据叶片型 线控制焊接区域尺寸。
在步骤五中：涂层材料采用复合纳米氮化硼；喷涂粘度：采用-4粘度计测 量，在20s到30s；喷涂压力0.3～0.4MPa；喷嘴距离在300-400mm；喷涂中确保 下道压住上道的1/4或1/3，避免漏喷现象；激光辐照功率为800W。
采用本发明所涉及的技术方案产生的有益效果在于：激光除锈的技术参数 选择至关重要，通过大量试验，确定风机叶片常用钢种(Q345)附着物和积垢 的清洗参数，对比常见的喷砂清洗具有以下优点，对叶片基层无损伤，光洁度 高，清洗效率高，单人操作且作业环境无污染且成本低。
因激光除锈后，表面光洁度可达到磁记忆探伤要求。叶片裂纹主要发生在 叶根根部和变截面应力集中处，采用磁记忆探伤仪快速扫查，确定重点位置， 提高探伤效率。针对重点位置，采用磁粉探伤，最终确认是否有裂纹，如有裂 纹，则采用低应力镍基冷补焊技术进行焊接修复处理。通过该方法极大地提高 了叶片无损检测速度。以上两步在4个小时之内可完成一台风机检测。如果用 喷砂+机械打磨后探伤，工期至少在2天以上。
采用纳米陶瓷技术进行防磨和防腐蚀处理，涂层厚度在0.2mm以下且均匀 分布。相比于常见的热喷涂防腐技术，具有涂层薄，不伤基材，抗腐蚀、抗结 渣和抗磨损效果好，涂层保质期在3年以上。
综上所述，本专利提供的方法，具有快速、环保且较为彻底的解决深度调 峰煤电机组引风机叶片材质劣化的问题，该方法已经在龙山电厂运行2年，效 果良好。
以上所述，仅是本发明较佳实施例而已，并非对本发明作任何形式上的限 制，虽然本发明以较佳实施例揭露如上，然而并非用以限定本发明，任何熟悉 本专业的技术人员，在不脱离本发明技术方案范围内，当利用上述揭示的技术 内容作出些许变更或修饰为等同变化的等效实施例，但凡是未脱离本发明技术 方案内容，依据本发明技术是指对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化 与修饰，均属于本发明技术方案的范围内。

Claims (10)

1.一种深度调峰煤电机组引风机叶片材质劣化综合治理方法，其特征在于，该方法包括以下步骤：
步骤一：进行激光除锈，快速清除叶片表面的积垢和附作物，露出金属光泽；
步骤二：采用磁记忆检测仪，检测叶片的叶根处、变截面处材料不连续性而导致的应力集中，表面和亚表面缺陷，给出设备疲劳损伤的早期诊断；
步骤三：采用磁粉探伤对疲劳诊断结果中应力集中区和表面腐蚀坑缺陷进行复核，确定是否有裂纹；
步骤四：对发现的裂纹和叶片表面的腐蚀坑，采用低应力镍基冷补焊技术进行修复处理；
步骤五：采用纳米陶瓷涂料进行冷刷涂，辅以激光辐照加热进行固化，形成具有防腐、防黏连和防磨损的致密陶瓷层。
2.根据权利要求1所述深度调峰煤电机组引风机叶片材质劣化综合治理方法，其特征在于，在该步骤一种激光除锈，根据正交试验和极差分析的方法确定清洗参数。
3.根据权利要求2所述深度调峰煤电机组引风机叶片材质劣化综合治理方法，其特征在于，而清洗参数包括而不限于：激光功率、扫描速度、激光脉宽和激光频率。
4.根据权利要求1所述深度调峰煤电机组引风机叶片材质劣化综合治理方法，其特征在于，在该步骤二中检测时，采用单传感器垂直于检测表面，沿着变截面处垂直方向扫描。
5.根据权利要求1所述深度调峰煤电机组引风机叶片材质劣化综合治理方法，其特征在于，在该步骤三中磁粉检测的主要参数包括而不限于：磁粉类型、磁化方法、磁悬液浓度、磁化电流、检测灵敏度和验收级别。
6.根据权利要求5所述深度调峰煤电机组引风机叶片材质劣化综合治理方法，其特征在于，而其种磁粉检测的主要参数选择：磁粉类型：非荧光黑磁粉；磁化方法：湿式磁轭连续法；磁悬液浓度：水悬液；磁化电流：交流电；检测灵敏度：A1-30/100；验收级别：I级。
7.根据权利要求1所述深度调峰煤电机组引风机叶片材质劣化综合治理方法，其特征在于，在该步骤四中，采用低应力镍基冷补焊时采用，手工氩弧焊；Inconel 82焊丝，直径2.4mm；预热温度150～200℃，层间温度控制在100℃以下；焊接电流70～90A，直流正接接，电压20～25V，焊接速度40～70mm/min。
8.根据权利要求7所述深度调峰煤电机组引风机叶片材质劣化综合治理方法，其特征在于，在该补焊过程中，焊条不摆动，每条焊道厚度不超过4mm，对长焊道应采用分段退焊的方法，收弧时应将弧坑填满；焊后立即锤击，锤击时应先锤击焊道中部，后锤击焊道两侧，锤痕应紧凑整齐，避免重复；补焊后保证有足够的修磨余量，每焊完一层，对补焊区及附近母材进行表面宏观检查，确认无明显缺陷；焊补工作结束24h后对补焊区进行打磨，对补焊区进行渗透探伤，探伤合格后方可进行修磨。
9.根据权利要求8所述深度调峰煤电机组引风机叶片材质劣化综合治理方法，其特征在于，如果叶片型线出现缺损，焊接时背面用衬板托衬，层层堆焊，依据叶片型线控制焊接区域尺寸。
10.根据权利要求1所述深度调峰煤电机组引风机叶片材质劣化综合治理方法，其特征在于，在步骤五中：涂层材料采用复合纳米氮化硼；喷涂粘度：采用-4粘度计测量，在20s～30s；喷涂压力0.3～0.4MPa；喷嘴距离在300～400mm；喷涂中确保下道压住上道的1/4或1/3，避免漏喷现象；激光辐照功率为800W。
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CN116481679B (zh) * 2023-02-28 2023-09-12 国能锅炉压力容器检验有限公司 电站锅炉水冷壁向火侧的应力监测装置和应力监测方法

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