作者:王军(139-7298-9387)
关键词:高温风机、G5-51№10D、酸性气体输送、风机修理、工业气体、碳环密封、轴瓦轴承
一、高温风机基础概述
高温风机是工业炉窑、化工冶炼等领域的核心设备,其设计需兼顾高温气体输送的稳定性与材料耐腐蚀性。通常,高温风机的工作温度范围可达200℃至800℃,特殊型号甚至支持1000℃以上工况。风机性能取决于叶轮结构、材料选择及密封系统,其中气体密度变化对风机功率的影响需通过“风机相似定律”计算,即风量与转速成正比,风压与转速平方成正比,轴功率与转速立方成正比。
二、G5-51№10D型号深度解析
G5-51№10D是典型的高温离心风机,其型号含义如下:
“G5-51”:代表风机系列代号,适用于输送含尘量低、温度≤450℃的气体;
“№10”:表示叶轮公称直径为1000mm;
“D”:指风机传动方式为悬臂支撑,电机直联结构。
该风机采用后向叶片叶轮,效率可达85%以上。其蜗壳与叶轮通常选用耐热钢(如1Cr18Ni9Ti)或渗铝钢板,以抵抗高温氧化。在输送酸性气体时,需额外喷涂防腐涂层(如氟橡胶或陶瓷基材料)。主轴材质为42CrMo,经调质处理保证高温下的抗蠕变性能。
三、酸性有毒气体输送技术要点
高温风机在输送腐蚀性气体时,需针对不同介质特性设计防护方案:
混合工业酸性气体:需采用整体不锈钢焊接结构,结合碳环密封与氮气吹扫系统,防止气体泄漏;
二氧化硫(SO₂)气体:叶轮需覆盖聚四氟乙烯(PTFE)衬里,壳体设计需满足“负压操作原则”,避免冷凝酸液积聚;
氮氧化物(NOₓ)气体:需控制气体流速低于25m/s,减少静电积累风险,同时采用双端面机械密封;
氯化氢(HCl)与氟化氢(HF)气体:风机过流部件必须使用哈氏合金C-276或蒙乃尔400,密封系统注入碱性中和剂;
溴化氢(HBr)气体:需配备钛合金叶轮与石墨环密封,蜗壳内壁喷涂氧化铝陶瓷层。
特殊高温气体(如煤气)输送时,需参考AI(M)/AII(M)系列设计规范,其中“(M)”代表煤气混合输送,主轴采用35CrMoV锻件,轴承采用稀油润滑的锡基合金轴瓦,确保长期运行稳定性。
四、核心配件与密封系统
风机转子总成:包含叶轮、主轴及平衡盘,动平衡精度需达G2.5级,避免高温下振动超标;
气封与油封:高温工况下优先选用碳环密封,其摩擦系数低且耐450℃高温,辅以迷宫密封组成多级防护;
轴承箱与轴瓦:采用强制润滑系统,轴瓦材质为ZChSnSb11-6巴氏合金,油温通过“热平衡方程”控制:润滑油带走热量等于轴承摩擦生热与壳体传热之和;
碳环密封原理:利用弹簧预紧的碳环与主轴形成动态密封,泄漏量计算公式为“泄漏量等于密封间隙立方与压差乘积,再与气体粘度成反比”。
五、风机修理与维护策略
叶轮修复:当叶片磨损厚度超过原设计30%时,需采用等离子堆焊修复,修复后需进行不低于1.5倍工作转速的超速试验;
主轴校正:弯曲量超过0.05mm/m时需采用热点校直法,校正后探伤检查无裂纹为合格;
轴瓦刮研:接触斑点需达到每平方厘米3-5点,侧间隙按“主轴直径千分之一至千分之一点五”标准控制;
密封更换:碳环密封组装过盈量需根据“热膨胀差值”计算,确保高温运行时密封面贴合。
六、工业气体风机选型指南
以№16.5D鼓风机为例,叶轮直径1.65米,适用于煤气输送场景:
AII(M)系列:双支撑结构,承压能力达15kPa,主轴采用多段阶梯轴设计,轴承箱配备水冷夹套;
AI(M)系列:单支撑结构,适用于低压煤气系统,需配套碳环密封与氮气
purge 系统;
选型计算:风机流量按“标准状态流量乘以气体密度修正系数”换算,功率需附加20%安全余量。
七、结论
高温风机在复杂工况下的可靠性取决于材料科学、结构设计与维护技术的综合应用。G5-51№10D及其衍生机型通过优化密封系统与耐腐蚀材料,实现了对高温酸性气体的安全输送。未来,随着特种合金与智能监测技术的发展,风机寿命与效率将进一步提升。
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