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豬場(chǎng)風(fēng)機(jī)選型_中國(guó)第一代風(fēng)電機(jī)組迎來“退役”難題 燒結(jié)抽風(fēng)機(jī)葉

　　建設(shè)于上世紀(jì)九十年代初的中國(guó)第一代風(fēng)電機(jī)組，20年質(zhì)保期滿，已近退役，但如何處置，既無業(yè)界研究，亦無制度安排，更缺應(yīng)對(duì)動(dòng)力。但在新能源躍進(jìn)潮中，這不是杞人憂天，而是未雨綢繆。


　　20年，還早呢


　　中國(guó)新能源產(chǎn)業(yè)將迎來第一批度過了20年質(zhì)保期的風(fēng)機(jī)設(shè)備。


　　這些建設(shè)于1990年代初的老風(fēng)電場(chǎng)壽終正寢后，是選擇廢棄，湊合著運(yùn)行，還是“以大代小”換新風(fēng)機(jī)？中國(guó)的新能源產(chǎn)業(yè)界上上下下，都還沒認(rèn)真想過這問題。


　　“這是一個(gè)全新的問題，我也才開始關(guān)注。”中國(guó)可再生能源學(xué)會(huì)副理事長(zhǎng)孟憲淦說。中國(guó)風(fēng)電集團(tuán)董事局主席劉興順則對(duì)南方周末記者表示，公司2005年才進(jìn)入風(fēng)電開發(fā)領(lǐng)域，這個(gè)問題他還真沒想過。


　　無論是風(fēng)電場(chǎng)還是太陽(yáng)能發(fā)電站，風(fēng)機(jī)和太陽(yáng)能電池組件設(shè)備的使用壽命都是20年。中國(guó)的新能源產(chǎn)業(yè)在2005年前后進(jìn)入大發(fā)展時(shí)期，到2012年，風(fēng)電裝機(jī)達(dá)到6000萬(wàn)千瓦，太陽(yáng)能裝機(jī)達(dá)到300萬(wàn)千瓦，目前絕大多數(shù)的風(fēng)場(chǎng)和太陽(yáng)能電站僅僅運(yùn)行了不到10年。


　　幾乎沒有人考慮過20年以后的事，這是當(dāng)下中國(guó)風(fēng)電和太陽(yáng)能產(chǎn)業(yè)的現(xiàn)實(shí)寫照。“20年，還早著呢，到時(shí)候再說吧。”如果你跟新能源業(yè)者討論這個(gè)問題，他們多半會(huì)這樣說。


　　但如今，在新疆達(dá)坂城，36臺(tái)破舊斑駁的風(fēng)電機(jī)組緩緩轉(zhuǎn)動(dòng)，他們建于1991年，從丹麥和荷蘭進(jìn)口，由國(guó)電龍?jiān)醇瘓F(tuán)負(fù)責(zé)運(yùn)營(yíng)，彼時(shí)承擔(dān)了中國(guó)試水風(fēng)力發(fā)電的任務(wù)。


　　當(dāng)時(shí)這些風(fēng)電機(jī)組的功率僅300千瓦，不到如今主流1.5兆瓦（1兆瓦等于1000千瓦）機(jī)組的1/5。后續(xù)引進(jìn)的4臺(tái)450千瓦機(jī)組，組成了總裝機(jī)容量約1萬(wàn)千瓦的新疆達(dá)坂城一期風(fēng)電工程，也拉開了中國(guó)風(fēng)力發(fā)電的序幕。據(jù)統(tǒng)計(jì)，1995年，中國(guó)風(fēng)電裝機(jī)容量為4萬(wàn)千瓦，按照風(fēng)電機(jī)組壽命20年計(jì)算，在今后不到3年時(shí)間里，這4萬(wàn)千瓦風(fēng)電機(jī)組將陸續(xù)面臨壽命到期后何去何從的問題。


　　以大代小的困局


　　這個(gè)問題正在困擾國(guó)電龍?jiān)葱陆尽?/p>


　　如今，36臺(tái)破舊斑駁的風(fēng)機(jī)已經(jīng)快要走完全部的壽命，一旦過了20年，墜落、起火、折斷等重大事故發(fā)生的頻率將直線上升，工人們盡可能在對(duì)老機(jī)組進(jìn)行搶救，但沒有人能保證經(jīng)過二次、三次搶救的老機(jī)組能工作多長(zhǎng)時(shí)間。


　　對(duì)風(fēng)電場(chǎng)的運(yùn)營(yíng)者來說，這個(gè)早期的風(fēng)場(chǎng)擁有最好的風(fēng)力資源，“三山夾兩盆”的有利地形在如今看來也是稀缺資源。如果將風(fēng)場(chǎng)廢棄，無疑意味著資源的浪費(fèi)，這是孟憲淦極力反對(duì)的，他認(rèn)為，應(yīng)該允許經(jīng)營(yíng)者繼續(xù)簽約。


　　對(duì)業(yè)主來說，用新風(fēng)機(jī)置換舊風(fēng)機(jī)是一個(gè)有經(jīng)濟(jì)效益的選擇。5臺(tái)300千瓦的老機(jī)組如今只需要一臺(tái)1.5兆瓦的新機(jī)組，不僅可以提高近40%的發(fā)電量和收入，還能節(jié)省維修費(fèi)用，五臺(tái)風(fēng)機(jī)節(jié)省下來的占地，還能再多裝三四臺(tái)新機(jī)組。


　　但當(dāng)他們?yōu)檫@個(gè)“以大代小”的方案付諸行動(dòng)時(shí)才發(fā)現(xiàn)，為中國(guó)最早一批風(fēng)場(chǎng)的命運(yùn)奔走是一件極其困難的事。


　　最大的問題在于，這是一個(gè)全新的問題，涉及的風(fēng)電裝機(jī)量小，各個(gè)部門都不知如何處理，也沒有精力來處理這個(gè)“非主要矛盾”。


　　“政府部門一個(gè)一個(gè)地去溝通，聲音很小，勢(shì)單力薄，探索起來難度很大。”龍?jiān)措娏σ晃粌?nèi)部人士透露，其中涉及的程序非常繁瑣，新疆發(fā)改委需要重新論證、立項(xiàng)、備案；電監(jiān)會(huì)需要重新核發(fā)業(yè)務(wù)許可證；電網(wǎng)公司需要重新計(jì)算結(jié)算電量，還涉及國(guó)家能源局。


　　“行業(yè)第一個(gè)問題正好被我們遇上了，我們也希望能探索一條路，為未來越來越多的退役項(xiàng)目做示范。”上述龍?jiān)磧?nèi)部人士說，但至今仍沒有一個(gè)很好的解決辦法。


　　電價(jià)難題


　　主要問題在于電價(jià)，當(dāng)時(shí)電價(jià)和現(xiàn)在電價(jià)批復(fù)方式不同，補(bǔ)貼方式也不同。風(fēng)機(jī)進(jìn)行“以大代小”后，發(fā)電量增加則意味著補(bǔ)貼增加，多出的發(fā)電量應(yīng)該如何補(bǔ)貼？資金是從國(guó)家可再生能源基金里出，還是新疆當(dāng)?shù)氐碾娏境�，沒有答案。


　　2013年1月26日，國(guó)家能源局新能源和可再生能源司副司長(zhǎng)梁志鵬在“風(fēng)能新春茶話會(huì)”上透露，國(guó)家能源局已經(jīng)開始關(guān)注風(fēng)電機(jī)組的以大代小、以舊換新政策。


　　國(guó)家發(fā)改委能源研究所研究員高虎說，作為政策研究者，上世紀(jì)90年代都還沒有接觸過風(fēng)電行業(yè)，中國(guó)早期的風(fēng)場(chǎng)多是國(guó)外援助建設(shè)，且電價(jià)都是一事一議，對(duì)這些歷史問題的梳理，需要花時(shí)間研究。


　　但據(jù)南方周末記者采訪的多位風(fēng)電行業(yè)專家，他們均表示這一問題“有興趣，但沒有研究”。中國(guó)風(fēng)能協(xié)會(huì)秘書長(zhǎng)秦海巖說，按照如今風(fēng)電裝機(jī)6000萬(wàn)千瓦計(jì)算，2005年以前中國(guó)的風(fēng)電裝機(jī)僅126萬(wàn)千瓦，只及現(xiàn)在裝機(jī)容量的2%，并非當(dāng)下中國(guó)風(fēng)電的主要矛盾。但作為政策制定者，應(yīng)該具有前瞻性，畢竟到2020年，老舊機(jī)組的退役問題將變得非常普遍。


　　事實(shí)上，在國(guó)電龍?jiān)垂緝?nèi)部，實(shí)際上對(duì)是否要進(jìn)行“以大代小”的探索也存在不同聲音。龍?jiān)醇瘓F(tuán)總部的一位高層對(duì)南方周末記者表示，從總公司的角度，如果花同樣的人力物力，總公司寧愿去申請(qǐng)新項(xiàng)目，而不是在老項(xiàng)目上耗費(fèi)精力，至少新項(xiàng)目能為公司帶來總裝機(jī)容量的提升，屬于開疆拓土。并且，跟燃煤機(jī)組不同，現(xiàn)在國(guó)家能源局也沒有要求服役期滿的老項(xiàng)目必須退役的規(guī)定。

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　　燒結(jié)抽風(fēng)機(jī)葉輪磨損與修復(fù)夏為民（鄂城鋼鐵公司燒結(jié)分廠）燒結(jié)機(jī)抽風(fēng)機(jī)葉輪磨損嚴(yán)重的情況，進(jìn)行了分析研究。提出了加襯板，再堆焊磨層的修補(bǔ)方法。介紹了采用該方法進(jìn)行葉輪修復(fù)的效果及所獲得的經(jīng)濟(jì)效益。

　　1前言鄂鋼集團(tuán)公司燒結(jié)分廠75m燒結(jié)機(jī)于1993年底建成投產(chǎn)。SJ7200抽風(fēng)機(jī)是75m燒結(jié)機(jī)的重要配套設(shè)備，而抽風(fēng)機(jī)葉輪又是關(guān)鍵部件，它的使用壽命與安全運(yùn)行直接關(guān)系到分廠生產(chǎn)成本與經(jīng)濟(jì)效益。1997年抽風(fēng)機(jī)葉輪葉片出現(xiàn)磨損，經(jīng)補(bǔ)焊、堆耐磨焊層后，恢復(fù)正常運(yùn)行。1998年又產(chǎn)生葉片嚴(yán)重磨損，再次采用同樣的方法修復(fù)。運(yùn)行近一個(gè)月后，雙進(jìn)氣葉片（支撐電機(jī)端）出現(xiàn)局部嚴(yán)重磨損，造成葉輪不平衡而將支撐瓦和止推瓦全部震碎。造成短時(shí)間內(nèi)風(fēng)機(jī)葉輪和軸承破壞嚴(yán)重，非計(jì)劃?rùn)z修時(shí)間直線上升，導(dǎo)致經(jīng)濟(jì)損失。

　　故對(duì)燒結(jié)抽風(fēng)機(jī)施行技術(shù)改造，提高燒結(jié)抽風(fēng)機(jī)效率、降低磨損、延長(zhǎng)使用壽命，是鄂鋼燒結(jié)廠的當(dāng)務(wù)之急。

　　2風(fēng)機(jī)技術(shù)參數(shù)風(fēng)機(jī)的基本技術(shù)參數(shù)為：風(fēng)機(jī)型號(hào)SJ7200 /min進(jìn)口壓力0額定功率2500kW，額定電流276A額定電3風(fēng)機(jī)葉輪磨損情況風(fēng)機(jī)葉輪雖然兩次簡(jiǎn)單修復(fù)，仍磨損較大。第湖北鄂城鋼鐵公司燒結(jié)分廠一次修補(bǔ)為預(yù)熱補(bǔ)焊，焊條為。第二次修補(bǔ)為預(yù)熱補(bǔ)焊，焊條為322，第二次修補(bǔ)時(shí),負(fù)壓除塵風(fēng)機(jī)，對(duì)葉片與中盤連結(jié)部位的磨損溝槽只能采用填焊加高的方法。因葉片工作面磨損過大，填焊會(huì)產(chǎn)生過大的焊接應(yīng)力，葉輪高速運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)，在離心力的作用下，焊接應(yīng)力釋放，將產(chǎn)生焊裂。

　　此次換下的葉輪磨損狀態(tài)如圖1所示，其葉片與中盤焊接區(qū)磨損嚴(yán)重，最薄處葉片厚度只有4mm左右，且每片磨損的深淺不均，葉片工作面磨損寬度約20mm左右。中盤兩側(cè)磨損高度約左右。高速運(yùn)轉(zhuǎn)失去平衡時(shí)，測(cè)量振動(dòng)參數(shù)為V振= 10mm /s，兩側(cè)軸承溫度均為64°C，葉輪嚴(yán)重耗損，經(jīng)檢查和測(cè)量，已初步判定葉輪為報(bào)廢部件。

　　4葉輪磨損分析葉輪的磨損過程從微觀上分析比較復(fù)雜，大量的資料數(shù)據(jù)和設(shè)備現(xiàn)狀表明，抽風(fēng)機(jī)葉輪的磨損主要源于以下幾個(gè)方面。

　　4. 1磨料磨損磨料磨損就是當(dāng)硬質(zhì)顆粒在壓力作用下，對(duì)金屬表面進(jìn)行微切削所造成的磨損。所謂磨料就是煙氣中大量鐵精粉、礦粉、煙塵等固態(tài)物料，它燒結(jié)球團(tuán)們?cè)趬毫Φ淖饔孟�，以一定的速度，無序地與所接觸的葉輪表面做相對(duì)運(yùn)動(dòng)，從而磨損葉片。

　　4. 2沖蝕磨損沖蝕就是固體灰塵和其它硬質(zhì)顆粒對(duì)固體表面的沖擊引起表面損傷，也叫沖擊咬蝕。沖擊磨損主要表現(xiàn)在葉片頭部的磨損，由氣流中的硬質(zhì)顆粒在慣性及壓力作用下，直接沖擊葉片頭部所致。另外，如果兩側(cè)吸氣門開啟不同步，慣性和氣流壓力不均，還將造成葉片兩側(cè)的沖擊磨損產(chǎn)生偏差，和頭部磨損厚薄不均而失去平衡。

　　4. 3腐蝕破壞腐蝕是化學(xué)或電化學(xué)作用造成金屬破壞。造成葉輪腐蝕的因素很多，但主要因素是介質(zhì)的化學(xué)性質(zhì)，風(fēng)機(jī)氣體介質(zhì)中含有大量的CO、HCl等具有一定腐蝕作用的活性氣體，又含有Fe等具有一定粒徑和強(qiáng)度的硬質(zhì)顆粒。正是這些腐蝕性介質(zhì)及粉塵使得葉輪工作面腐蝕和磨損，其中酸性介和H O生成的H的腐蝕作用很強(qiáng)，特別是SiO顆粒對(duì)葉輪磨損最為嚴(yán)重。

　　另外，葉輪的磨損還與葉輪的圓周速度、氣體介質(zhì)壓力、粉塵粒徑，沖擊速度及沖擊角、葉輪的工作介質(zhì)參數(shù)以及葉輪材料的性質(zhì)等有很大的關(guān)系。除此以外，機(jī)頭600多管高效除塵器因使用年限過長(zhǎng)，旋風(fēng)子和導(dǎo)氣管堵塞，除塵效率下降以及風(fēng)機(jī)吸氣管雙側(cè)風(fēng)門啟閉角度不同步也是導(dǎo)致葉片磨損加劇的客觀原因。

　　5磨損葉輪的修復(fù)據(jù)現(xiàn)有葉輪葉片磨損狀況，我們認(rèn)為在葉片表面噴涂（堆焊）耐磨硬質(zhì)合金是提高葉輪壽命的有效方法。目前國(guó)內(nèi)外加置耐磨層的方式主要有：1）在葉片工作面堆焊條狀搓衣板式耐磨層2）在葉片工作面嚴(yán)重磨蝕區(qū)全部堆焊耐磨層3）在葉片嚴(yán)重磨蝕區(qū)加襯板4）加襯板，局部再堆焊耐磨層5）在葉輪嚴(yán)重磨蝕區(qū)粘貼陶瓷片。

　　現(xiàn)葉片工作面及接中盤處磨損嚴(yán)重，磨蝕面積過大，葉片強(qiáng)度太低，不安全因素過大，不能象前兩次堆耐磨焊層一樣進(jìn)行簡(jiǎn)單恢復(fù)，只能采用上述第4種方法，加襯板，再堆焊耐磨層。這樣既能保證葉片的強(qiáng)度，又能減緩物料對(duì)原始焊縫的沖擊磨損。

　　襯板的幾何形狀與焊接位置見圖2、圖3.

　　首先將原葉片嚴(yán)重磨損區(qū)采用502焊條填平。襯板采用16M n材質(zhì)，厚6mm，兩側(cè)倒角60°，以保證焊透、焊牢。襯板每段鉆孔，成弧型后與葉片吻合，再填平各孔，保證襯板四周焊縫受磨蝕后，襯板不出現(xiàn)與葉片分離的現(xiàn)象。

　　焊接工藝均采取預(yù)熱交叉短距離，以減少葉輪焊接變型。焊條為堆耐磨焊條，先焊502焊條，再補(bǔ)焊耐磨層，增強(qiáng)耐磨性。中盤兩側(cè)垂直焊接部位，新增加耐磨層并與襯板上耐磨層接合。最后修補(bǔ)耐磨層，保證耐磨層高度與寬度。

　　6修復(fù)使用效果葉輪修復(fù)施工難度較大，每道工序要求嚴(yán)格，以確保修復(fù)質(zhì)量，除去雜質(zhì)，平衡精度。修復(fù)后又進(jìn)行了嚴(yán)格的動(dòng)、靜平衡試驗(yàn)檢測(cè)，經(jīng)檢驗(yàn)達(dá)到使用要求后，于1998年9月23日再投入正常運(yùn)行，當(dāng)日測(cè)得振動(dòng)參數(shù)V振明，修復(fù)后使用效果達(dá)到了葉輪運(yùn)行最佳標(biāo)準(zhǔn)。

　　燒結(jié)球團(tuán)葉輪經(jīng)過一年的運(yùn)行，振動(dòng)參數(shù)V　1mm /s，軸承溫度 50°C.可見，我們采用加襯板堆耐磨層焊的方法對(duì)一個(gè)接近報(bào)廢的葉輪進(jìn)行修復(fù)，起死回生，經(jīng)實(shí)踐證明該方法獲得了成功。葉輪修復(fù)效果十分滿意，經(jīng)濟(jì)效益顯著，其葉輪振動(dòng)參數(shù)和軸承溫度都達(dá)到了最佳使用狀態(tài)。據(jù)有關(guān)資料介紹，風(fēng)機(jī)葉輪使用壽命一般為一年左右，國(guó)際先進(jìn)水平為二年以上。燒結(jié)廠75m燒結(jié)抽風(fēng)機(jī)自投產(chǎn)以來，風(fēng)機(jī)葉輪是開一備一，兩臺(tái)葉輪經(jīng)輪流修復(fù)使用,PVC水簾廠家，至今年已6年，按先進(jìn)水平一個(gè)葉輪使用壽命為2年計(jì)算，燒結(jié)分廠已經(jīng)節(jié)約了一個(gè)葉輪（ 24萬(wàn)元）的成本費(fèi)，而且葉輪還在繼續(xù)使用，預(yù)計(jì)可再使用5～8個(gè)月。它的增產(chǎn)節(jié)能、效益是十分顯著的。

　　7結(jié)語(yǔ)1）燒結(jié)S J7200抽風(fēng)機(jī)葉輪是燒結(jié)分廠的要害部件，制造工藝復(fù)雜，精度高，費(fèi)用大，設(shè)備技術(shù)改造和修舊利廢是燒結(jié)分廠設(shè)備管理重點(diǎn)之一。

　　2）用增加襯板和堆積耐磨層焊的方法，對(duì)磨損嚴(yán)重的葉輪進(jìn)行修復(fù)是一個(gè)行之有效的好方法。經(jīng)一年運(yùn)行記錄表明，完全達(dá)到了設(shè)備技術(shù)要求。

　　3）風(fēng)機(jī)葉輪經(jīng)修復(fù)再使用，葉輪壽命可由2年左右提高到3年以上，大大降低了設(shè)備備件費(fèi)用。

　　4）經(jīng)濟(jì)效益分析表明,屋頂負(fù)壓風(fēng)機(jī)，修復(fù)葉輪已為燒結(jié)分廠節(jié)約生產(chǎn)成本24萬(wàn)元以上。

　　鐵的液相還原法該法是由莫斯科國(guó)立鋼和合金研究院開發(fā)的一種在攪拌的熔渣中將鐵原料還原，以獲得鐵的方法—液相熔融還原法。

　　它在一個(gè)獨(dú)特結(jié)構(gòu)的熔煉爐內(nèi)進(jìn)行，該熔煉爐包括爐身和一個(gè)襯有耐火材料的熔煉爐，熔煉爐的上部和爐身的下部設(shè)有冷卻裝置，熔煉爐的壁上設(shè)有富氧鼓風(fēng)的主風(fēng)嘴。為了使?fàn)t中排放的氣體充分燃燒，在爐身上部設(shè)有輔助風(fēng)嘴。爐子的結(jié)構(gòu)能使物理—化學(xué)和熱交換的過程高速進(jìn)行，能獲得生產(chǎn)率和收得率的高指標(biāo)。

　　在冶煉時(shí)，不間斷地加入含鐵原料、固體煤燃料、熔劑和其他添加物。在鼓風(fēng)的攪拌下，氧氣燃燒部分燃料放出熱量將含鐵原料熔化。包含在熔化物中的金屬氧化物由剩余燃料中的碳進(jìn)行還原，直到生成液態(tài)產(chǎn)品—渣和鐵。在攪拌熔煉層以上進(jìn)行輔助富氧鼓風(fēng)，將從熔煉過程中排放出的氣體充分燃燒。爐中氣體的燃燒率[爐中氣體（ CO）之比]可在很大的范圍內(nèi)變化。燃燒率增大，燃料消耗降低，產(chǎn)量增加。生成的鐵水和渣不斷地或定期的出爐，鐵水的化學(xué)成分如下：新工藝的優(yōu)點(diǎn)是：不須用昂貴的冶金焦可使用不精選的鐵礦可使用任何形式的含鐵原料，包括含有Zn、Pb及其他有害雜質(zhì)的含鐵原料，不須進(jìn)行產(chǎn)前加工減少（比高爐少7～10倍）向大氣排放有害物質(zhì)可適應(yīng)小規(guī)模鋼鐵生產(chǎn)保證爐子的高效率（ 7t /m？ d） 基建投資比高爐法低30～40？紀(jì)則？


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