高温风机G4-73№11.2D与工业气体输送技术解析

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高温风机G4-73№11.2D与工业气体输送技术解析

作者：王军（139-7298-9387）
关键词：高温风机、G4-73№11.2D、工业酸性气体、风机配件、风机修理、煤气鼓风机、碳环密封

一、高温风机基础概述

高温风机是工业领域输送高温气体的核心设备，其设计需兼顾高温环境下的结构稳定性、材料耐热性及气体腐蚀性。通常，高温风机的工作温度范围可达200℃至800℃，特殊设计甚至可突破1000℃。风机在高温运行时需解决三大核心问题：一是叶轮与机壳的热膨胀控制，二是轴承与密封系统的冷却保护，三是材料在高温下的强度与耐腐蚀性能。

高温风机的气动设计需遵循“离心风机基本能量方程”，即风机对气体做功转化为静压能与动能之和，同时需考虑高温导致的气体密度变化对风压的影响。实际选型中，需根据气体密度修正风机性能曲线，确保实际工况下风量与风压满足需求。

二、G4-73№11.2D型高温风机深度解析

1. 型号含义与结构特征

G4-73№11.2D为典型离心式高温风机型号，其中“G”表示锅炉配套风机，“4-73”代表风机在最高效率点时的压力系数0.4和流量系数0.73，“№11.2”表示叶轮直径为1.12米，“D”指风机采用双支撑结构。该型号风机适用于温度≤400℃的烟气环境，叶轮采用后向叶片设计，兼顾效率与稳定性。

2. 核心部件技术规范

叶轮系统：采用16Mn低合金钢焊接结构，叶片经动态平衡校正，残余不平衡量≤5.6g·mm/kg。叶轮与主轴采用过盈配合加键槽双重固定，确保高速旋转下扭矩传递可靠性。 机壳与进气箱：机壳为蜗壳式设计，壁厚≥12mm，内衬可拆卸耐磨板；进气箱配置轴向调节门，通过外部执行器控制风量。 主轴与轴承组：主轴为42CrMo锻钢调质处理，轴承采用双列调心滚子轴承（型号22220CC/W33），配套循环水冷轴承箱，油温通过温控阀稳定在45±5℃。 密封系统：轴端采用石墨碳环密封，密封气压力需高于机壳内压0.5-1kPa，防止高温气体泄漏。

3. 高温适应性设计

叶轮与机壳预留热膨胀间隙，常温下叶轮与机壳间隙需按公式“热态间隙=冷态间隙×（1+材料线膨胀系数×温升）”计算，例如碳钢线膨胀系数为11.5×10⁻⁶/℃，在400℃工况下间隙需扩大至常温值的1.5倍。轴承箱设置外置冷却水套，换热面积按“热负荷=轴承摩擦功率×0.95+轴传导热量”计算，确保轴承温度≤70℃。

三、工业气体输送专项技术

1. 混合工业酸性有毒气体输送

输送含SO₂、NOₓ、HCl等腐蚀性气体时，风机需采用316L不锈钢或钛合金材质。SO₂气体在高温遇水形成亚硫酸，需保持气体露点温度以上运行；HCl气体需控制湿度≤5%，防止盐酸凝结。密封系统需升级为氮气吹扫碳环密封，吹扫气压高于机内压力2kPa。

2. 典型气体处理方案

二氧化硫(SO₂)气体：叶轮表面喷涂INCONEL 625合金涂层，厚度≥0.8mm，密封气改用干燥空气，避免硫化物结晶堵塞密封面。 氮氧化物(NOₓ)气体：机壳内壁衬贴聚四氟乙烯板，轴承箱冷却水需添加缓蚀剂，防止NO₂溶于水形成硝酸腐蚀。 卤化氢气体(HCl/HF/HBr)：全流道采用哈氏合金C276材质，碳环密封改为陶瓷纤维编织填料密封，并设置应急碱液喷淋系统。

3. 煤气鼓风机特殊配置

AI(M)/AII(M)系列煤气风机中，“(M)”特指混合煤气输送，其主轴采用35CrMoV氮化处理，轴瓦为锡锑轴承合金（ChSnSb11-6），气封采用迷宫密封+氮气吹扫组合。AII(M)型为双支撑结构，适用于压力≥15kPa的高压煤气输送，转子临界转速需高于工作转速25%。

四、风机核心配件技术规范

1. 转子总成

包含叶轮、主轴、平衡盘等组件，大直径叶轮（如№16.5D）需进行超速试验，试验转速为额定转速的1.15倍，持续运转2分钟检查变形量。主轴跳动量要求≤0.04mm，叶轮焊缝100%渗透检测。

2. 密封系统

气封：迷宫密封间隙按直径的0.3%-0.5%设计，高温工况需补偿热变形量。 碳环密封：由6-8个石墨环串联组成，密封环内径与轴间隙为0.08-0.12mm，需定期检查碳环磨损量，单边磨损＞2mm即需更换。油封：轴承箱采用骨架油封+甩油环组合，油封唇口温度耐受范围-40℃~200℃。

3. 轴承箱与轴瓦

强制润滑轴承箱的供油压力需稳定在0.1-0.3MPa，轴瓦巴氏合金层厚度≥1.5mm，瓦背过盈量按轴颈直径的0.05%-0.075%控制。对于№16.5D大型风机，需监测轴瓦温度与振动值，报警阈值设置：温度＞75℃，振动速度＞4.5mm/s。

五、风机常见故障与维修工艺

1. 叶轮失效模式

高温蠕变：叶轮在长期400℃以上运行时出现塑性变形，需按“蠕变极限=许用应力/安全系数”校核材料耐久性，发现叶片外缘倾斜＞3°即需更换。 腐蚀疲劳：酸性气体环境下叶片根部产生裂纹，维修时需采用坡口焊补工艺，焊后需进行消除应力热处理。