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高温风机G4-73№12D与工业气体输送技术解析 关键词:高温风机、G4-73№12D、工业酸性气体、风机配件、风机修理、煤气风机、碳环密封、轴瓦轴承、耐腐蚀材料 一、高温风机基础概述 高温风机是工业窑炉、化工流程、冶金烧结及环保脱硫等系统中输送高温气体的核心设备,其设计与常规风机存在显著差异。高温环境下,气体密度降低、材料力学性能退化、热膨胀效应加剧,对风机的气动性能、结构强度、材料选择及密封冷却系统提出了苛刻要求。典型工作温度范围涵盖摄氏二百五十度至八百五十度,部分特殊工况可达一千摄氏度以上。 风机性能遵循风机定律,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。在高温应用中,需对气体密度进行修正,实际风压等于标准状态风压乘以气体密度修正系数,轴功率计算亦需引入密度与机械效率因子。高温风机设计核心在于保障在热态运行时的结构稳定性、转子动平衡精度及长期抗蠕变能力,同时需应对气体介质可能具备的腐蚀性与毒性。 二、G4-73№12D型高温风机技术解析 G4-73№12D是广泛应用于高温烟气处理的离心通风机型号,其命名遵循行业标准:“G”代表锅炉鼓风机,“4-73”表示该系列风机在最高效率点时的比转速为七十三,“№12D”表示风机叶轮直径为一点二米,即一千二百毫米。该型号风机采用后向板式叶片设计,具有良好的气动效率及压力稳定性,适用于输送含尘量较低的高温气体。 结构特点: 进风口:采用锥弧形集流器,与叶轮前盘平滑衔接,减少入口涡流损失。 叶轮:由十二片后倾机翼型叶片、前盘及后盘焊接而成。叶片型线经优化,降低气体分离风险。叶轮整体经静态与动态平衡校正,残余不平衡量需符合国际标准G零点四级别,确保高速运转平稳。 机壳:由普通钢板焊接制成双层结构,中间填充保温材料,减少壳体散热并保护支撑结构。机壳设计成顺时针或逆时针旋转方向,出口角度可调,适应管道布局。 传动组:主轴采用四十五号优质碳素钢锻造,调质处理以提升抗扭强度与疲劳极限。轴承箱配置循环水冷套,通过冷却水流量计算公式(冷却水流量等于风机发热功率除以水的比热容与温升的乘积)确定所需冷却水量,控制轴承温度在摄氏七十度以下。 密封系统:在轴伸端采用迷宫密封与石墨环密封组合形式,防止高温气体泄漏并阻挡外部空气吸入。该风机在摄氏二百五十度工况下,全压效率可达百分之八十五以上。选型时需根据系统管网阻力特性曲线与风机性能曲线交点确定工作点,确保风机在高效区运行。 三、高温气体输送特性与材料选择 输送高温工业气体时,气体成分对风机材料选择及防护措施具有决定性影响。不同气体介质需针对性设计: 混合工业酸性有毒气体:常含二氧化硫、氯化氢、氟化氢等组分,具有强腐蚀性。风机过流部件需采用耐酸钢(如三百一十六L不锈钢)或喷涂耐高温防腐涂层(如硅酸盐陶瓷涂层)。密封系统需加强,防止有毒气体外泄。 二氧化硫(SO₂)气体:在高温含水条件下形成亚硫酸,对碳钢部件腐蚀极强。叶轮及机壳内壁可采用三百一十七L不锈钢,或实施衬胶处理(温度需低于一百二十摄氏度)。 氮氧化物(NOₓ)气体:在高温下具氧化性,可加速金属氧化皮脱落。推荐使用三百一十S耐热不锈钢,其在摄氏八百五十度下仍保持良好抗氧化性。 氯化氢(HCl)气体:干态腐蚀性较低,但一旦遇水蒸气将形成盐酸,对多数金属产生剧烈腐蚀。须确保气体温度始终高于露点温度,材料可选哈氏合金C-二百七十六或采用整体玻璃钢内衬。 氟化氢(HF)气体:腐蚀性极强,能破坏金属表面氧化膜。蒙乃尔合金或镍基合金具有较好耐受性,同时需严格控制系统内水分含量。 溴化氢(HBr)气体:类似氯化氢,但渗透性更强。需采用特殊镍钼合金,并加强密封系统完整性。 其他特殊高温气体:如煤气、裂解气等,可能含固体颗粒物。需在进气口设置预处理装置(如旋风除尘器),叶轮叶片需增加防磨衬板或进行碳化钨热喷涂处理。材料选择需综合考虑气体温度、成分浓度、压力及湿度等因素,必要时进行加速腐蚀试验验证。 四、煤气风机№16.5D与AII(M)系列技术要点 №16.5D表示叶轮直径一点六五米的大型煤气鼓风机,其“AII(M)”标识中,“A”代表单级双支撑结构(即叶轮置于两轴承之间),“II”表示第二次改型设计,“(M)”特指用于混合煤气输送。该结构形式具有转子稳定性高、维护方便等特点,适用于中高压场合。 核心组件解析: 风机主轴:采用三十五铬钼合金钢,经调质及表面淬火处理,保证在高温重载下的弯曲刚度与扭转强度。主轴临界转速需高于工作转速百分之二十以上,避免共振。 风机轴承与轴瓦:采用滑动轴承(轴瓦),材质为锡青铜基体表面浇注巴氏合金。巴氏合金层厚度通常为零点五至三毫米,具有良好的嵌入性与顺应性,可承受瞬时冲击载荷。轴承润滑采用强制循环油系统,油压稳定在零点一五至零点四兆帕范围。 风机转子总成:包含叶轮、主轴、平衡盘等组件。叶轮与主轴采用过盈配合加键连接,配合过盈量按热装温度计算(装配温度等于环境温度加过盈量除以线膨胀系数与配合直径的乘积)。整体转子需进行超速试验,试验转速为额定转速的百分之一百一十五,持续十分钟。 气封与油封:煤气风机密封尤为关键。级间密封与轴端密封多采用迷宫密封,其密封间隙根据转子热膨胀量精确设定。在轴承箱端盖处设置氟橡胶骨架油封,防止润滑油泄漏。 碳环密封:对于高压煤气风机,常在主轴贯穿处配置碳环密封。该密封由多个碳环串联组成,依靠弹簧力提供径向贴合压力,实现微泄漏密封。碳环材料需具备自润滑性及高耐磨性,通常为浸渍金属碳石墨。“AI(M)”与“AII(M)”的主要差异在于气动性能与结构细节,AII(M)通常具有更高的全压系数与效率,适应更复杂的煤气成分波动。 五、高温风机关键配件功能详解 叶轮:作为能量转换核心,其结构强度直接决定风机可靠性。高温叶轮需进行有限元分析,验证离心应力低于材料高温屈服极限。叶片数、出口安装角及叶片型线共同决定风机性能曲线形状。 主轴系统:除主轴本体外,包括联轴器、轴承座等。联轴器多选用膜片式,可补偿微量不对中并传递扭矩。轴承座设计需保证与基础框架的刚性连接,地脚螺栓预紧力需按螺栓许用应力计算。 冷却系统:主要包括轴承冷却与水冷夹套。轴承冷却水流量需根据摩擦热计算确定,确保轴承温度在安全范围。对于输送极高温度气体的风机,机壳设水冷夹套,冷却水通道布局需避免局部沸腾。 监测仪表:标配包括轴承温度传感器(铂热电阻)、振动加速度传感器。大型风机需增设轴位移监测,防止转子与静止件摩擦。监测信号接入控制系统,实现超限报警与连锁停机。六、高温风机常见故障与修理流程 典型故障模式: 振动超标:成因包括转子积垢破坏平衡、轴承磨损间隙增大、地脚螺栓松动、主轴弯曲等。处理流程:首先进行振动频谱分析,识别特征频率对应故障类型。若为不平衡,需现场动平衡校正,平衡精度按国际标准ISO一千九百四十标准G一点零级执行。 轴承过热:可能因润滑油变质、冷却水中断、轴瓦刮研不良导致。修理时需检查巴氏合金层是否存在疲劳剥落,接触斑点应均匀分布且每平方厘米不少于两点。 性能下降:风量或风压不足,常因叶轮磨损间隙增大、密封磨损内泄漏加剧所致。需测量叶轮与进风口环向间隙,若超过设计值一点五倍,需调整或更换密封件。 气体泄漏:轴封失效是主因。对于碳环密封,需检查环体磨损量,若超过厚度公差百分之三十需成组更换。大修工艺流程: 解体检查:记录各部配合间隙,检测主轴直线度(百分表测量全长跳动不大于零点零三毫米)。 叶轮修复:磨损叶片采用焊补处理,焊前预热至二百五十摄氏度,选用与母材匹配的焊条,焊后需进行消除应力热处理并重新进行动平衡。 轴承刮研:新轴瓦需与主轴轴颈对研,接触角控制在六十至九十度,侧间隙为顶间隙的二分之一。 重组调试:按装配公差恢复各部件配合,手动盘车无卡涩后,进行空载试运行四小时,监测振动、温度等参数。七、工业气体风机安全运行规范 输送有毒、腐蚀性工业气体的风机,须建立严格的安全管理体系: 气密性检验:大修后需进行整机气密性试验,试验压力为最大工作压力的一点一倍,保压三十分钟压力降不超过百分之五。 泄漏监测:在轴封处设置固定式气体检测探头,实时监测硫化氢、一氧化碳等有毒气体浓度,超标立即启动应急通风。 操作规程:启动前必须进行盘车,确认转子转动灵活。停机后需继续运行冷却系统至轴承温度低于摄氏四十五度。 应急处理:制定风机突然停机应急预案,包括快速切断进气阀门、启动备用风机等流程,防止高温气体倒灌引发设备损坏。结语 高温风机作为工业流程关键设备,其可靠运行依赖于正确的型号选型、针对性的材料选择、精准的制造工艺及科学的维护策略。G4-73№12D与№16.5D AII(M)等型号风机,通过优化结构设计与强化关键部件,满足了不同工业场景对高温及特殊气体输送的需求。未来,随着新材料与新工艺的应用,高温风机将向更高效率、更长寿命及智能化监控方向发展,为工业节能降耗与安全生产提供更强保障。 硫酸风机基础知识及AI760-1.255/1.0109型号详解 重稀土钪(Sc)提纯专用风机技术专题:D(Sc)187-3.6型离心鼓风机全面解析 《G4-73№12D离心风机及GG4-73-13№17.7D风机配件详解》 输送特殊气体通风机:G4-73№21.4D洗涤器排风机规格、配件与修理解析 单质金(Au)提纯专用风机技术全解:聚焦D(Au)735-2.84型离心鼓风机及其系统应用 关于S1140-1.4567/0.8958型离心风机的基础知识解析 风机选型参考:AI1100-1.142/0.8769离心鼓风机技术说明 离心通风机基础知识解析:以9-28№16.8D离心通风机为例 离心风机基础知识解析:AI400-1.1688/0.8188 型号详解与配件说明 重稀土镥(Lu)提纯专用风机技术基础与D(Lu)2222-2.51型鼓风机深度解析 水蒸汽离心鼓风机基础知识及C(H2O)1110-2.13型号解析 AI600-1.1/0.9悬臂单级离心鼓风机结构解析与配件说明 重稀土镝(Dy)提纯专用离心鼓风机技术详解:以D(Dy)1064-2.33型号为核心 特殊气体煤气风机基础知识解析:以C(M)199-1.22型号为例 混合气体风机C450-1.2391/0.7799技术解析与应用 煤气风机AI(M)245-1.225/1.047基础知识详解 特殊气体风机:C(T)2066-1.67多级型号解析及配件与修理指南 离心风机基础知识解析及硫酸风机型号AI(SO2)552-0.9728/0.8759详解 轻稀土(铈组稀土)镧(La)提纯风机:D(La)508-2.47型离心鼓风机技术解析与应用 D(M)1500-1.22/0.965高速高压离心鼓风机技术解析与应用 离心通风机基础知识解析:以输送特殊气体通风机G4-73№18D(3次升级)为例 C600-1.4895/0.9395型多级离心风机技术解析及应用 硫酸风机基础知识详解:以AII1200-1.1844/0.84444型号为例 多级离心鼓风机C275-2.0473/1.0273解析及配件说明 多级离心鼓风机C190-1.455/1.033配件名称及功能解析 |
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