热力发电厂磨煤机轴颈磨损修复工艺
高军权 周 泽
摘要 发电厂磨煤机轴颈运行环境恶劣，极易磨损，采用一般方法修复效果都不理想，通过应用刷镀、冷焊、堆焊等先进修复技术的综合修复，修复加强化，极大的延长了轴颈的使用寿命。
关键词 热力发电厂 磨煤机 轴颈磨损 强化 修复
某发电厂9号炉是由哈尔滨锅炉厂生产的超高压中间再热单汽包自然循环固态排渣炉，额定蒸发量670 t／h；配置4套钢球磨煤机，中间储仓热风送粉制粉系统。磨煤机是沈阳重型机械厂生产的DTM 320／580筒型磨煤机，滚筒转速18．51 r／min，设计制粉出力38．1 t／h，热风标准体积流量7．62 m3／s；磨煤机进口热风温度360～390℃，出口热风温度80～100℃；设计煤种为煤矿无烟煤，低位发热量是16 808 kJ／kg，可磨系数是1．45。去年7号炉甲磨煤机出口轴承发生严重烧瓦事故，直接导致出口轴颈出现大面积裂纹、沟槽、凹坑，严重影响该磨的正常安全运行。
1 轴颈裂纹产生原因
1．1 磨煤机轴颈严重损伤前的情况
某热电厂7号炉甲磨煤机在投入运行初期，曾由于设备的安装质量，运行中风温调节不适及给煤机故障较多，轴颈刚性不足等原因，轴承多次严重烧蚀。轴颈表面被轴承瓦胎拉伤、刮伤、灼蚀，造成磨煤机出口轴颈表面局部出现龟裂、裂纹。
1．2 磨煤机出口轴颈严重损伤的原因
去年某热电厂7号炉甲磨煤机出口轴承在断油情况下运行且长时间未被发现，引起轴承冒烟；此外运行人员发现故障后立刻开油阀，使轴颈表面骤冷，迅速导致大火，造成出口轴颈表面被轴承瓦胎严重拉伤、灼伤，进而使出口轴颈表面出现大面积裂纹、较深的沟槽、凹坑以及轴颈变形，严重影响磨煤机的正常安全运行。
1．3 磨煤机出口轴颈损伤情况
磨煤机出口轴颈1 700 mm×480 mm，表面面积90％有0．01～2．5 mm深的裂纹、龟裂、沟槽、凹坑，且分布较密集。轴颈最大圆度1．15，最大倾斜度0.65mm，轴颈表面粗糙度25μm,面线垂直度为0.45mm。出口轴承严重烧毁，轴瓦脱胎。
1．4 磨煤机轴颈技术要求
轴颈最大圆度小于0．20 mm，面线垂直度小于0．10 mm，表面粗糙度轴颈直径φ1700－0．17－0．37 mm，轴承膨胀间隙为16～23 mm，很显然损伤后的轴颈不能满足技术要求。
2 轴颈强化修复的经济性分析
因磨煤机出口轴颈严重拉伤，且有较深的沟槽、凹坑，轴颈圆度、倾斜度均不能满足技术要求，按标准要求此磨煤机须报废更新。但考虑到更换一台新磨煤机或出口轴颈端盖费用高，需人民币120万元以上，且更换周期较长，影响机组满负荷运行，造成较大的经济损失，此外技术难度也较高。而强化修复此磨出口轴颈的材料、人工费用则较低，合计约人民币15万元。经以上比较，决定对该磨出口轴颈进行强化修复。
3 修复出口轴颈的方案
3．1 基本设计
由于出口轴颈有些部位裂纹、沟槽、凹坑超过0．50 mm且圆度和倾斜度均较大，决定采取以下强化修复措施：
a）磨削表面疲劳层约2．5 mm；
b）活化轴颈表面；
c）无应力堆焊硬度为HRC25～HRC45的镍铬合金，厚度为2．5～3．0 mm；
d）采用磨削堆焊层，并抛光轴颈表面，使轴颈表面尺寸达到精度要求，符合各项技术标准。
3．2 轴颈大外圆旋转磨削装置
磨削装置各部分组成见图1，其装配介绍如下：
a）芯轴、法兰。芯轴通过基架与轴颈连成一体。基架的外环法兰与轴颈刚性连接，基架的内环螺栓固定空芯轴，通过调节径向布置的螺栓，调整芯轴与轴颈的同心度，偏差在0．05 mm之内。
b）悬臂端及尾端磨具。悬臂端通过螺纹与芯轴联接；臂套可以在芯轴上径向固定转动和轴向滑动；悬臂端由纵横组合的导轨及滑块组成，滑块上安装有磨具，滑块间隙为0～0．02 mm。
c）配重部分在悬臂的对称部任一端，经配重平衡后，有消除悬臂重力差的作用。
d）悬臂制成箱型结构，可使弹性变形减至0．02 mm。
该装置理论偏差值0．05 mm，完全满足圆度小于0．15 mm的要求。磨削时须冷却轴颈，降低轴颈表面的温度。
3．3 刷镀工艺
用割枪火焰活化磨出口轴颈表面，直到轴颈表面油全部渗出，接着用汽油和丙酮清理轴颈表面，然后再用电净液活化轴颈表面。
3．4 无应力堆焊工艺
3．4．1堆焊材料的选择
堆焊轴颈表面选用镍铬基合金材料，因为该材料抗拉强度数245 MPa以上，且堆焊层层与基体的结合强度也在147 MPa以上，镍铬合金硬度HRC25～HRC45，而球磨机运转时轴承与轴颈表面的相对压力约为9．8 MPa，所以堆焊层约有0．02～0．08 mm的间隙，还能储存润滑油。
3．4．2 无应力堆焊
首先用喷砂活化轴颈工作面，接着用镍基合金堆焊轴颈表面底层，厚度约为0．60～1．0 mm，最后用镍铬基合金堆焊轴颈，堆焊层厚度为2．5 mm。
3．5 磨削工艺符合尺寸、精度要求
用磨光机砂轮粗磨外圆至一定尺寸，再用金钢石砂轮精磨至要求尺寸数据，并修磨两面轴肩圆弧交接部位，抛光轴颈表面。
4 实践效果
轴颈表面经强化修复后，轴颈直径φ1700-0.20-0.30 mm，轴颈最大圆度为0．15 mm，倾斜度0．12 mm，面线垂直度0．08 mm，表面粗糙度为1.60μm。
甲磨出口轴颈经过此次强化修复之后，在近年运行中一直很稳定，无出现异常情况，设备健康水平有了很大的提高，机组的正常安全运行有了保证，经济运行也有了保障。
5 结论
某热力发电厂7号炉甲磨煤机出口轴颈无应力堆焊技术运用成功，为电厂及时解决了生产中遇到的问题，减少了停产损失，取得了良好的综合经济效益，同时也为以后处理轴和轴颈类似问题提供了参考和借鉴之处。
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