高温风机W9-28№20.5F技术解析与应用维护指南

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高温风机W9-28№20.5F技术解析与应用维护指南

作者：王军（139-7298-9387）
关键词：高温风机、W9-28№20.5F、工业酸性气体、风机维修、碳环密封、煤气风机、叶轮防腐

一、高温风机基础概述

高温风机是工业炉窑、化工冶炼等领域输送高温气体的核心设备，其设计需兼顾高温耐受性、气体腐蚀性及长期运行稳定性。典型工作温度范围为200℃至800℃，特殊工况可达1000℃以上。风机性能取决于气体性质（如温度、腐蚀性、粉尘含量）、系统压力需求及结构材料选择。

1. 高温环境对风机的影响

高温会导致材料力学性能下降，叶轮和主轴需采用耐热合金钢（如15Mo3或SS310）；气体热膨胀可能改变转子动态平衡，需预留热间隙；高温氧化与硫化腐蚀会加速部件失效，需针对性选择防护涂层或材质。

2. 风机型号解析：W9-28№20.5F

W9-28：代表风机系列号，其中“W”表示高温用途，“9”为压力系数，“28”为比转速设计值，对应高风压、中等流量的性能曲线。 №20.5：叶轮直径为20.5分米（即2.05米），直接影响风量风压，其大小由气体密度与系统阻力决定。 F：表示风机传动方式为双侧支撑结构，适用于大功率重载场景，主轴通过联轴器与电机直联。

二、W9-28№20.5F风机结构详解

1. 核心部件功能解析

叶轮：采用后向叶片设计，材质为255CrMoNiV耐热钢，焊接结构经动态平衡校验（残余不平衡量≤2.5g·mm/kg），确保在500℃下抗蠕变性能。 主轴与轴瓦：45CrMo合金钢主轴调质处理，硬度HB250-280；巴氏合金轴瓦承载压力≤1.8MPa，油润滑系统需维持油温40-60℃。 气封与碳环密封：迷宫式气封减少高温气体泄漏，碳环密封组耐温260℃，防止酸性气体腐蚀轴承箱。 轴承箱：双壳体水冷结构，冷却水流量≥5m³/h，内部设置测温探头实时监控瓦温。

2. 特殊配置说明

针对酸性气体工况，壳体内衬喷涂AL-25铝硅涂层，叶轮表面包覆哈氏合金C276；密封系统增配氮气吹扫接口，防止腐蚀性介质凝结。

三、高温气体输送特性与风机适配

1. 混合工业酸性有毒气体输送

需重点防范卤化氢（HCl/HF/HBr）与二氧化硫的协同腐蚀：

氯化氢（HCl）气体：湿度＞5%时形成盐酸，需控制气体温度始终高于露点温度20℃（如150℃工况露点为130℃），壳体选用20号合金钢。 氟化氢（HF）气体：渗透性强，碳钢部件需喷涂聚四氟乙烯（PTFE）涂层，密封件改用氟橡胶。 二氧化硫（SO₂）气体：在300-400℃区间与铁元素生成硫酸亚铁，叶轮需进行渗铝处理（厚度≥0.15mm）。

2. 氮氧化物（NOₓ）气体输送

NO₂在高温下具强氧化性，与润滑油接触可能引发爆燃，需采用隔离式轴承箱并注入惰性气体保护。风机流量计算需考虑气体密度变化，实际容积流量与标准状态换算公式为：
实际容积流量等于标准容积流量乘以（273加实际气体温度）除以（273加标准气体温度）再乘以标准大气压除以实际工作压力。

3. 特殊高温气体注意事项

煤气输送：AI(M)/AII(M)系列中“(M)”标识强调防爆设计，壳体静态导电电阻＜10⁶Ω，碳环密封间隙控制在0.15-0.25mm。 含尘气体：粉尘浓度＞50mg/m³时前置旋风除尘器，叶轮叶片厚度额外增加2mm抗磨衬板。

四、配套风机型号№16.5D与AII(M)技术要点

1. №16.5D风机特性

叶轮直径1.65米，采用单板弧形叶片设计，适用于中压头工艺（全压≤8kPa）。主轴临界转速计算值高于工作转速25%，避免共振风险。

2. AII(M)煤气风机结构优势

双支撑设计：转子两端支撑有效降低挠度，轴承寿命提升30%； 煤气防泄漏：采用三重密封组合（迷宫密封+碳环密封+氮气密封），泄漏率＜0.5%； 转子总成：叶轮与主轴过盈配合后液压装拆，平衡等级达G4.0标准（ISO1940）。

五、风机维修与部件更换规范

1. 常见故障处理

叶轮腐蚀：局部缺损采用激光熔覆修复，材料选用NiCrMo-3合金粉，修复后需进行着色探伤。 轴瓦磨损：刮瓦调整间隙至轴径的0.8‰-1.2‰，接触斑点≥4点/cm²。 振动超标：优先检查转子积垢情况，动平衡校正权重按公式：
允许残余不平衡量等于转子质量乘以平衡精度等级再除以角速度。

2. 大修关键技术

主轴矫直：弯曲量＞0.05mm时采用局部加热加压法，温度控制≤300℃； 碳环密封更换：组装间隙按轴径的0.5‰计算，压缩量控制在理论值的±10%； 整体试车：逐级升速至额定转速，各轴承部位振动值≤4.5mm/s（RMS标准）。

六、工业气体风机选型建议

腐蚀性气体：优先选择整体复合材料风机（如玻璃钢PPH），金属风机需进行极化防腐处理； 高温有毒气体：壳体设计负压操作（-500Pa至-1000Pa），泄漏检测点布置在密封腔室； 防爆要求：符合ATEX标准，防爆等级Ex dⅡCT4，电机绝缘等级不低于F级。

结语

W9-28№20.5F及配套风机通过材料创新与结构优化，实现了高温腐蚀性气体的安全输送。维护中需建立腐蚀速率档案，定期开展无损检测，结合气体成分动态调整防护策略，方能保障风机在严苛工况下的长效运行。

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