输煤系统耐磨衬板的选择与应用

输煤系统耐磨衬板的选择与应用

姚建琪

（陕西华电杨凌热电有限公司陕西杨凌712100）

摘要：随着社会经济的不断进步与发展，社会各界对电能的需求越来越高，而火力发电厂作为电能提供的主要企业，势必要不断地提高自己企业的生产力，才能提高电能的生产量。输煤系统作为火力发电中的一个主要系统，在电能生产中起到了一定的作用，特别是对于耐磨衬板的选择。基于此，本文首先详细的介绍一下输煤系统中的几种耐磨衬板，随后将这些耐磨衬板的性能做下对比，方便大家进行耐磨衬板的选用。以此仅供相关人士进行交流与参考。

关键词：输煤系统；耐磨衬板；选择与应用

引言：

每一家火力发电厂的输煤系统每天的输送量都很大，输送量高达数万多吨。但是在输送过程中，落煤管、料仓、导料槽等设备会出现一些磨损方面的问题。特别是落煤管中的衬板，受到的冲击力比较大，更容易损坏。现在的输煤系统中的耐磨衬板主要有稀土耐磨铸钢、超高分子聚乙烯、特种陶瓷和复合型陶瓷耐磨衬板等，但是输煤系统中衬板的材料选用通常都是选用耐磨性强而且硬度高的材料，本文先对这些材料的性能进行对比，从而更好的将其应用在输煤系统中。

一、输煤系统中的几种耐磨衬板（见图一）

（一）稀土耐磨铸钢

对于部分电厂输煤系统，一般是采用高锰钢来作为衬板的材料，这种原料虽说在经过淬炼之后强度和韧性都特别强，但是安装在落煤管中受煤流冲刷位置耐用程度仍然不够，故不适合应用在输煤系统中的落煤管。落煤管对衬板的强度要求更高，因此需要不断提高衬板制作材料的强度。经过实测，将合金元素作为钢的强化元素，可以制作成稀土耐磨铸钢，这种材料虽然自身的强度和普通钢材相近，但是在其经过淬火后，强度会上升到一个新的高度，能够达到HRC50，同时也是制作环锤式破碎机的环锤和磨机衬板的良好材料。而且在发电厂中的应用效果良好[1]。稀土耐磨铸钢很大程度上提高了耐磨衬板各方面的性能，已经广泛应用在输煤系统中的落煤管、碎煤设备、锅炉喷头等部件，在与落煤管一起使用时要用沉头螺栓固定，并且衬板厚度不低于16mm。

（二）超高分子聚乙烯

超高分子聚乙烯国际又称为UHMW-PE，我国在1990年初期就已经研制成功，这类材料结合了所有塑料的良好性能，无论是耐磨性、耐化学腐蚀性、抗低温性等都很优异。首先对于耐磨性而言，因为在制作过程中加入了石墨，所以包含石墨润滑性能好等优点，超高分子聚乙烯作成的衬板也就拥有抗静电、较光滑的特性。而且这种材料不会被大部分酸碱盐溶解，但会溶于一小部分浓硫酸等有机溶剂。超高分子聚乙烯的耐低温性能也极其优越，即使是在零下176摄氏度的环境也不会发生脆裂。

（三）特种陶瓷

特种陶瓷也叫作超耐磨陶瓷，是工业用陶瓷的一种类型，通过特殊的加工工艺，能够使其的耐磨性能高出传统碳钢的数十倍。经过试验，特种陶瓷不仅有着大于普通钢材四十二倍的耐磨性，而且重量较轻便于安装。因为采用橡胶硫化法和工件结合，能够很好的增强衬板的抗冲击性，工作噪音还低。另外，陶瓷的化学性质比较稳定，不容易被酸碱盐等溶剂腐蚀，适合用于输煤系统的运行以及运送。除了这些，特种陶瓷的绝缘性能也比较好，电泄漏时不会发生导电事故[2]。

（图一）输煤系统中的几种耐磨衬板

（四）复合型陶瓷耐磨衬板

将橡胶、陶瓷、钢板三种物品组合可以制成复合型陶瓷耐磨衬板，也需要用橡胶硫化法来将衬板和陶瓷块来结合，但是在硫化之前，要将固定的螺栓焊接在钢板的背面。同时钢板和橡胶层的选取也有一定的要求，橡胶层一般为5mm厚为宜，而钢板的厚度则需要根据其板的尺寸来选取。在复合型陶瓷耐磨衬板中添加钢板能够提高机械的整体强度，而且还需要在中间添加橡胶层缓冲，从而弥补陶瓷易碎的缺点，另外还需要将复合型陶瓷制成小块10mm×10mm至24mm×24mm为宜，这样能够更好的加强陶瓷的抗冲击性能。根据要求，组成衬板可以一次性安装完成，从而保证工件的整体质量。

二、几类耐磨衬板的性能对比及应用

（一）耐磨性

针对于这四种材料的耐磨性能来讲，都以普通的钢板耐磨性作对比，从而比较出这些耐磨衬板材料的耐磨性能。首先是稀土耐磨铸钢，它的耐磨性大约为普通碳钢的3～4倍。其次是超高分子聚乙烯，这类材料的耐磨性大约为碳钢的6倍，而且能够防止沾煤，现在依旧在原煤仓中使用，但是因为该材质掉落后无法用除铁器吸出，所以一般不会用于落煤管中。而对于超耐磨陶瓷来讲，如果经过特殊工艺的改进，它的耐磨性将是碳钢的50倍左右。

（二）抗冲击性能和强度

根据材料的本身特性而言，稀土耐磨铸钢的强度是最好的，而聚乙烯板以及陶瓷在不经过硫化法和工件结合时，抗冲击性能是比较差的，导致使用的条件收（受）到了极大地限制，而稀土耐磨铸钢（在稀土比例添加合适的情况下）能够抵挡住很强的冲击力，更加适合做为落煤管的材料。

（三）衬板尺寸标准化和切割性

对于衬板尺寸标准化而言，稀土耐磨铸钢这种材料可以做得更好。比如说现场需要应用材料时，完全可以根据实时的需求将稀土耐磨铸钢进行裁剪，并现场加工成直接使用的形状，然后再利用沉头螺栓来进行固定[3]。对于其他类型的材料（使用简单工具）根本无法直接进行裁剪和加工，因此该稀土耐磨铸钢能够（删除）可以很大程度上的减少更换衬板的时间，并减少人力和物力。

（四）抗腐蚀性能和适用温度

这四类材料抗腐蚀性能较好的就是超高分子聚乙烯和陶瓷，他们的化学性质稳定，不容易和其他物质发生反应，因此不会发生锈蚀，但是因陶瓷衬板需要和工件进行硫化处理，这个对工件表面的处理及硫化工艺质量要求相对较高，容易产生分层脱落等现象，而稀土铸钢板会因为周围环境的潮湿而发生锈蚀，因其受煤流不断冲刷，故锈蚀的因素基本可以不以考虑。另外陶瓷的耐高温较强，聚乙烯的耐高温性能差，一般使用的温度都要低于90摄氏度[4]。陶瓷自身虽然能够耐高温，但是通常都会橡胶硫化法与工件结合，而这些橡胶无法耐高温，使用的温度也就是在100摄氏度左右。

（五）耐磨衬板的应用

在现实的耐磨衬板应用中，我们最需要考虑的特性还是衬板的耐磨性、韧性，可吸出性、可加工性因此使用最多的耐磨衬板材料还是稀土耐磨铸钢。这种稀土耐磨铸钢不仅具有很强的耐磨性，最重要的是在实际应用中能够随时切割和加工需要的形状，很大程度上的节约了换衬板的时间，并减轻劳动强度。同时，为了减轻衬板后期的更换及检修工作，在输煤衬板设计安装设计阶段就要规范衬板的尺寸。而衬板尺寸大小的规范需要考虑两方面，第一要防止衬板发生脱落后划伤皮带的事故发生，第二要保证输煤系统安装的除铁装置能将其顺利吸出。

结束语

总而言之，输煤系统中耐磨衬板的正确选用能够提高衬板的使用寿命和工作效率，从而很大程度上的提高整个发电厂的电能产量。本文首先简单的介绍了一下稀土耐磨铸钢、超高分子聚乙烯、特种陶瓷和复合型陶瓷这四种耐磨衬板的材料。并根据其性能以及实际需要得出稀土耐磨铸钢是目前衬板材料最好的选择和应用。

参考文献：

[1]惠坤龙，朱凯丽，吕曌，etal.山东某电厂汽轮机节能与经济性比较分析[J].山东工业技术，2018（1）：168-168.

[2]张银军.火电厂600MW汽轮机组的节能改造措施探究[J].现代制造，2017（6）：39-39.

[3]许利民.均衡凝固理论在中碳低合金钢耐磨衬板上的应用[J].铸造技术，2017（11）：206-208.