高温风机G4-73-11№12D技术解析与应用

作者：王军（139-7298-9387）

关键词：高温风机、G4-73-11№12D、工业气体输送、酸性气体、风机维修、叶轮、轴瓦、碳环密封

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，其设计与常规风机有显著区别。高温环境下，气体密度降低、材料力学性能退化、热膨胀效应显著，因此风机需具备耐高温结构、特殊材料体系及有效的冷却与密封方案。通常，工作温度超过200摄氏度的风机即被归类为高温风机，其设计需综合考虑气体性质、温度峰值、粉尘含量及腐蚀性组分。

风机型号G4-73-11№12D是一类典型的离心式高温风机，其型号编码具有特定意义：“G”代表锅炉鼓风机（亦广泛用于高温场合），“4-73”表示风机在最高效率点时的压力系数0.4及比转速73，“11”代表单吸入口、单级传动设计，“№12”表示风机叶轮直径为12分米（即1.2米），“D”代表传动方式为悬臂支撑结构。该型风机适用于温度不超过250摄氏度的气体介质，广泛见于热风循环、废气排放等工艺。

二、G4-73-11№12D高温风机结构解析

1. 叶轮与转子总成

叶轮是风机的核心做功部件，G4-73-11№12D采用后向叶片设计，其气动效率高、性能曲线平稳。叶轮由轮盘、盖盘及叶片焊接而成，材料通常选用耐热钢如15Mo3或06Cr13，以承受高温气体冲刷及离心应力。叶片型线经优化设计，可减少积灰与磨损。转子总成包括叶轮、主轴及传动件，动平衡精度需达G6.3级以上，确保高温下振动值不超标。

2. 主轴与轴承系统

主轴采用35CrMo或42CrMo合金钢，调质处理后具有高强度与韧性，轴颈表面高频淬火以增强耐磨性。轴承形式为滑动轴承（轴瓦），材质为锡青铜ZCuSn10Pb1或巴氏合金衬层，其耐高温性与承载能力优于滚动轴承。轴瓦需强制润滑，润滑油路配备冷却器，将轴承温度控制在60摄氏度以下。

3. 壳体与气封结构

风机壳体由Q235B钢板焊接，内壁敷设耐热衬板（如1Cr18Ni9Ti）以隔离高温气体。进气箱与蜗壳间设置膨胀节，补偿热位移。气封采用迷宫密封或碳环密封，碳环密封由多段浸渍石墨环组成，耐高温、自润滑，可有效减少高压端气体向轴承箱泄漏。

4. 冷却与润滑系统

主轴贯通部位设水冷夹套，通过循环水降温，防止热量传导至轴承。轴承箱为封闭结构，油封采用氟橡胶或聚四氟乙烯唇形密封，确保润滑油不泄漏、外部粉尘不侵入。润滑系统含油泵、油过滤器及油压报警装置，保障轴承长期稳定运行。

三、高温气体输送特性与风机适应性

1. 高温气体物理特性影响

气体温度升高导致密度按理想气体状态方程下降，风机所需全压与功率随之变化。全压计算公式为：全压等于气体密度乘以全压系数再乘以叶轮切线速度的平方。功率计算公式为：轴功率等于体积流量乘以全压再除以风机效率除以机械效率除以一千。因此，选型需以实际工况密度为准，避免电机超载或风量不足。

2. 腐蚀性气体输送案例

3. 特殊高温气体处理

如煤气输送风机“AI(M)”与“AII(M)”系列，其中“(M)”代表混合煤气输送。AII(M) №16.5D为双支撑结构，叶轮直径1.65米，主轴采用40CrNiMoA，轴瓦为铝青铜ZCuAl10Fe3，碳环密封确保煤气零泄漏。此类风机需防爆设计，静电导除装置与接地电阻小于4欧姆。

四、高温风机关键配件选型与维护

1. 配件材质与工艺

2. 润滑与冷却管理

润滑油选用L-TSA46高温抗氧防锈油，黏度指数大于90，闪点不低于220摄氏度。冷却水压力0.2-0.4兆帕，流量不小于每小时3立方米，水质氯离子浓度低于50ppm，防止点蚀。

五、高温风机常见故障与修理技术

1. 振动超差处理

振动值超过ISO-10816标准时，需检查动平衡失效、轴瓦磨损或叶轮积灰。现场动平衡采用三点试重法，平衡精度按等效剩余不平衡量小于等于每千克1.0克毫米控制。轴瓦间隙调整公式为：顶间隙等于轴颈直径乘以千分之一点二至千分之一点五。

2. 叶轮磨损与修复

叶轮叶片进汽边磨损区堆焊507Mo焊条，焊后保温缓冷，避免淬硬裂纹。磨损量超过原厚度40%时需更换叶轮，现场静平衡允差为叶轮质量乘以每千克0.5克毫米。

3. 密封失效与更换

碳环密封磨损后侧隙超过0.5毫米需更换，安装时环间错位120度，弹簧预紧力按每平方厘米0.15-0.25兆帕调整。油封唇口磨损导致漏油时，更换并调整过盈量0.3-0.5毫米。

4. 轴承温度高诊断

油温超过70摄氏度时，检查冷却器结垢、油质劣化或轴瓦刮研不良。轴瓦接触角要求60-90度，接触点每平方厘米不少于2点。润滑油定期取样检测，运动黏度变化超过±15%即应换油。

六、工业气体风机选型与安全规范

输送特殊气体时，风机需遵循GB 7231《工业管道的基本识别色、识别符号和安全标识》与AQ 3009《危险场所电气防爆安全规范》。选型参数包括气体组分、摩尔质量、爆炸极限、露点温度及粉尘浓度。对于酸性气体，风机壳体泄爆口设置膜片，爆破压力不超过设计压力1.1倍。监测系统含温度传感器、振动探头及气体泄漏报警器，联锁停机值按最大允许振动速度每秒7.1毫米设定。

七、结语

高温风机G4-73-11№12D及其衍生型号是工业流程关键设备，其可靠运行依赖于合理选型、耐材应用及精细维护。面对高温、腐蚀与毒性气体挑战，需深化材料科学、密封技术与状态监测的融合，以提升风机寿命与系统安全。未来，智能诊断与表面工程技术的应用，将进一步推动高温风机向高效化、长寿命化方向发展。