高温风机G4-68№11.2D技术解析与应用

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高温风机G4-68№11.2D技术解析与应用

作者：王军（139-7298-9387）

关键词：高温风机、G4-68№11.2D、工业气体输送、酸性气体、风机修理、叶轮、轴承、密封、煤气风机、№16.5D、AII(M)

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。高温气体通常指温度超过80摄氏度的介质，长期运行温度可达200-800摄氏度，甚至更高。风机在高温环境下工作，需解决材料热膨胀、强度衰减、密封失效及润滑挑战。核心设计原则包括：选用耐热结构钢（如Q235加强板或15MnV低合金钢），计算热态间隙（即常温装配间隙与热膨胀量之和），配置强制冷却系统（如水冷轴承箱与气封冷却腔），并采用适应热位移的支撑结构（如轴向自由伸缩的底脚滑轨）。高温风机性能遵循风机相似定律，即流量与转速一次方成正比，压力与转速二次方成正比，而所需功率与转速三次方成正比。当输送气体温度变化时，密度修正公式为：实际功率等于标准状态下功率乘以实际密度与标准密度的比值。这要求电机选型时必须考虑高温气体密度降低导致的功率余量。

G4-68№11.2D高温风机型号解析

G4-68№11.2D是典型的高温离心风机型号，其命名规则体现关键参数：“G”表示锅炉鼓风用途，“4”代表压力系数0.4，“68”表示比转速68，“№11.2”指叶轮直径1.12米，“D”为传动方式代号，即悬臂支撑、电机直联结构。该风机设计温度可达250摄氏度，短时耐受300摄氏度。其气动性能基于后向机翼型叶片，全压效率可达85%。叶轮采用16Mn低合金钢整体焊接，经动态平衡校验（残余不平衡量小于5克·厘米/千克）。蜗壳内部敷设100毫米厚硅酸铝纤维毯隔热层，减少热辐射对结构件的损伤。主轴材料为45号钢调质处理，轴颈表面高频淬火至HRC50以上。进风口配置扇形调节门，通过外部执行器实现流量0-100%无级调节。基础设计需计算热态共振频率，避免与转子临界转速重合，通常安全系数取1.3倍最大工作转速。

高温气体输送特性与适应性改造

输送高温气体时，风机需针对气体成分进行专项设计。对于混合工业酸性有毒气体（如含SO₂、NOₓ、HCl的烟气），通流部件需采用316L不锈钢或C-276哈氏合金，焊接接头进行晶间腐蚀试验。输送二氧化硫气体时，需控制气体露点温度以上运行，防止冷凝生成亚硫酸腐蚀叶轮。输送氮氧化物气体应避免局部高温区，防止NOₓ热分解生成活性氮加速材料氧化。输送氯化氢气体时，风机内壁喷涂聚四氟乙烯涂层，厚度不低于0.3毫米。输送氟化氢气体需采用蒙乃尔合金叶轮，因氟离子对铬镍钢有晶间侵蚀作用。输送溴化氢气体时，密封系统需升级为双端面机械密封，并注入碱性隔离液（如5%NaOH溶液）。对于其他特殊高温气体（如还原性煤气），应在风机进口段设置防爆泄压阀，泄压面积按气体爆炸指数计算确定。

关键配件技术规范

风机主轴执行JB/T 10563标准，材料力学性能需满足抗拉强度不低于600兆帕，热态屈服强度下降系数取0.7。轴承系统根据载荷特性选择：轻载高温工况用调心滚子轴承（型号22320CC/W33），重载工况采用滑动轴承（锡青铜轴瓦，巴氏合金衬里）。轴瓦间隙按热膨胀公式计算：直径间隙等于轴颈直径乘以线膨胀系数乘以温升再加装配间隙基准值0.15毫米。气封装置为迷宫式密封，齿顶与轴间隙按轴径千分之一点五设定，齿片材料为1Cr18Ni9Ti。油封采用氟橡胶唇形密封，耐温250摄氏度。轴承箱为双层壁结构，冷却水流量按热平衡方程计算：冷却水流量等于轴承发热量除以水的比热容与温升的乘积。碳环密封用于煤气风机，环体密度1.82克/立方厘米，压缩量控制在轴向长度的百分之十五至二十。

煤气风机AII(M)系列技术特征

№16.5D AII(M)煤气风机是处理混合煤气的专用设备，叶轮直径1.65米，设计压力12千帕。“AII”表示单级双支撑结构，“(M)”特指混合煤气输送。转子总成包含叶轮、主轴、平衡盘及联轴器，整体做150%额定转速的超速试验。叶轮焊缝100%射线探伤，验收标准按NB/T 47013.2Ⅱ级。气封系统采用氮气吹扫密封，吹扫压力高于机壳内压力500帕。主轴材料为35CrMoV，调质硬度HB260-290。轴瓦为四油楔动压轴承，单位面积载荷不超过2.5兆帕。与AI(M)系列相比，AII(M)系列通过增加中间轴实现双支撑结构，临界转速提高至工作转速1.4倍以上，更适合高压大流量工况。密封腔室设置可燃气体检测探头，浓度超限自动联锁停机。

风机修理与维护要点

高温风机大修周期通常为12000运行小时。解体后首先检测叶轮磨损量，叶片厚度减薄超过原厚度30%需更换。主轴直线度偏差不大于0.03毫米/m，轴颈圆度误差小于0.01毫米。叶轮与主轴过盈配合量按公式计算：过盈量等于配合直径乘以材料线膨胀系数乘以工作温升再加必要的紧固过盈基准值0.05毫米。动平衡校正采用去重法，剩余不平衡量按公式控制：允许残余不平衡量等于6.3乘以风机质量除以工作角速度。滑动轴承刮研接触点不少于3点/平方厘米。迷宫密封更新时，齿顶间隙调整需预留热膨胀量，其值等于轴径乘以材料线膨胀系数乘以最大温升。组装后试车需进行热态对中调整，补偿基础温差变形，冷态对中偏移量按每米跨度0.3毫米预设。性能测试时，需绘制温度-流量-压力特性曲线，验证在额定工况点效率不低于设计值的95%。

工业气体风机特殊配置

输送腐蚀性工业气体时，风机需采取防护措施：SO₂气体风机叶轮表面热喷焊镍基合金粉末（如Colmonoy 56），厚度0.8毫米。NOₓ气体风机壳体内衬玻璃钢，采用双酚A型树脂，衬里厚度3毫米。HCl气体风机通流部件选用钛材TA2，焊接使用ERTi-2焊丝。HF气体风机过流部件用Monel 400合金，密封采用全氟醚橡胶。HBr气体风机进口段设置陶瓷纤维过滤器，捕集溴化铵结晶颗粒。对于高温煤气输送，风机需配置进出口切断阀、旁通回流阀及惰性气体吹扫系统，吹扫流量按风机容积的5倍计算。防爆电机防护等级不低于IP55，绝缘等级F级（155摄氏度）以上，并取得相应防爆认证。

通过上述技术解析可见，高温风机的选型、运行与维护需紧密结合气体特性、温度参数及工艺要求。G4-68№11.2D与№16.5D AII(M)等型号的风机，通过材料升级、密封优化及结构强化，实现在苛刻工况下的可靠运行。掌握这些核心技术要点，对保障生产安全与提升设备寿命具有重大意义。

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