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氧化风机C90-1.75技术解析与工业气体输送应用

作者:王军(139-7298-9387)

关键词:氧化风机、C90-1.75、离心风机、工业气体、风机维修、轴瓦、碳环密封

引言

在工业生产的广阔领域中,风机作为气体输送与增压的核心设备,扮演着不可或缺的角色。特别是在环保、化工、冶金等行业,对特定工况下的气体介质进行有效处理与输送,直接关系到生产流程的稳定性与环保排放的达标。其中,氧化风机作为一种特殊用途的离心风机,主要用于向系统内提供特定压力和流量的空气或工艺气体,以支持氧化反应等化学过程。本文将围绕氧化风机的基础知识,以C90-1.75型离心风机为具体解析对象,深入探讨其工作原理、型号含义、核心配件、维修要点,并拓展阐述各类工业气体输送风机的选型与特性。

第一章:离心风机基础与型号解读

离心风机的工作原理基于动能转换为静压。当电机驱动风机叶轮高速旋转时,气体从轴向进入叶轮,在离心力的作用下被甩向叶轮外缘,其流速和压力同时增加。这股高速气流随后进入截面逐渐扩大的蜗壳(机壳),流速降低,部分动能进一步转化为静压能,最终以高于进口的压力从出口排出。

风机的性能主要取决于以下几个参数:

流量:单位时间内风机输送的气体体积,常用立方米每分钟或立方米每小时表示。 压力:风机进出口的全压差值,反映了风机克服系统阻力的能力。 转速:风机主轴的旋转速度,直接影响风机的流量和压力。 功率:风机轴从电机获得的功率(轴功率)以及电机所需的输入功率。

型号C90-1.75的深度解析:

以本文核心机型C90-1.75为例,其型号编码遵循了行业通用规则,蕴含了关键的技术信息:

“C”:代表此风机属于“C”型系列多级离心风机。这类风机通常由两个或以上的叶轮串联在同一主轴上构成,气体每经过一级叶轮就被增压一次,因此能够提供比单级风机更高的压力,适用于处理压力需求较高但流量相对稳定的工况。 “90”:表示该风机的设计流量为每分钟90立方米。这是风机在标准进气状态下的一个重要容量指标。 “-1.75”:此部分直接指明了风机的出口压力为1.75个大气压(表压)。这意味着风机能够将气体压缩到绝对压力约为2.75个大气压(1个标准大气压 + 1.75个表压)。

作为对比,参考您提供的鼓风机型号“C500-1.3/0.892”:

“C500”表示C系列,流量500立方米/分钟。 “-1.3”表示出口压力为-1.3个大气压(表压,负压表示真空或抽吸工况)。 “/0.892”明确指出了进风口压力为0.892个大气压(绝对压力)。这种标注方式常用于进气条件非标准大气压的特定工况。对于C90-1.75而言,其型号中未特殊标注进气压力,则默认进气压力为1个标准大气压。

C90-1.75氧化风机正是利用其多级增压的特性,能够稳定地提供一定流量和1.75倍大气压的氧化空气,满足诸如污水处理曝气、烟气脱硫氧化等工艺对气源压力的要求。

第二章:风机核心配件详解

一台高性能、长寿命的离心风机,离不开其内部精密且可靠的零部件。以下对C90-1.75等类似风机的关键配件进行说明:

风机主轴:作为风机的“脊梁”,主轴承载着所有旋转部件(叶轮、平衡盘等),并将电机的扭矩传递给叶轮。它必须具有极高的强度、刚性和韧性,通常由优质合金钢经锻造、热处理和精密加工而成,以确保在高速旋转下的动态平衡和稳定性。 风机转子总成:这是风机的核心旋转组件,通常包括主轴、套装在轴上的多级叶轮、平衡盘、轴套以及联轴器等。转子总成在装配完成后,必须进行严格的动平衡校正,其残余不平衡量需控制在极低的标准之内,这是保证风机平稳运行、减小振动和噪音的先决条件。 风机轴承与轴瓦:C90-1.75这类中高压风机中,滑动轴承(即轴瓦)的应用非常普遍。轴瓦通常由巴氏合金等耐磨减摩材料制成,与主轴轴颈构成滑动摩擦副。它通过压力油系统形成油膜,实现液体润滑,具有承载能力强、阻尼性能好、运行平稳等优点,尤其适用于高转速、重载荷的工况。与之配套的是轴承箱,它为轴承提供支撑和定位,并作为润滑油循环的腔体,内部设有油路、冷却水腔等,确保轴承工作在适宜的温度下。 密封系统:密封是防止介质泄漏、保证风机效率和环境安全的关键。 气封:通常安装在机壳与轴之间,用于减少高压气体向大气环境的泄漏。在多级风机中,也用于级间密封,防止级间窜气。 油封:主要用于轴承箱两端,防止润滑油从轴承箱泄漏,并阻止外部灰尘和杂质进入轴承箱污染润滑油。 碳环密封:这是一种非接触式机械密封,由多个碳环组合而成。它具有自润滑、耐高温、耐腐蚀和极小的摩擦损耗等优点,在输送有毒、贵重或易燃易爆气体时,能提供比传统迷宫密封更有效的密封效果,在C90-1.75这类要求较高的风机中是可选的先进密封配置。

第三章:风机常见故障与维修要点

风机的定期维护与及时修理是保障其长期稳定运行的生命线。

振动超标:这是最常见的故障。原因可能包括转子不平衡(叶轮结垢或磨损)、对中不良、轴承/轴瓦磨损、地脚螺栓松动等。维修时需重新进行动平衡校验,精确找正联轴器,检查并更换损坏的轴承或轴瓦。 轴承/轴瓦温度过高:原因可能是润滑油油质劣化、油量不足、冷却系统故障、轴承装配间隙不当或已出现磨损。维修需检查润滑系统,更换合格润滑油,清洗冷却器,调整或更换轴承/轴瓦。 性能下降(压力或流量不足):可能由于间隙增大(叶轮与机壳、气封等处)、进口过滤器堵塞、叶轮腐蚀或磨损严重、转速下降等。需检查并调整各部间隙,清理过滤器,必要时修复或更换叶轮。 异常噪音:可能源于轴承损坏、转子与静止件摩擦、喘振现象等。需立即停机检查,定位声源,排除故障。

维修流程强调:任何维修工作都必须遵循安全规程,断电、挂牌。拆卸时应标记各部件位置,测量并记录关键间隙(如轴承间隙、气封间隙)。装配时严格按技术文件要求,保证清洁度,使用规定的扭矩拧紧螺栓。维修后必须进行试运行,监测振动、温度、电流等参数是否正常。

第四章:工业气体输送风机的特殊考量

输送工业气体,尤其是腐蚀性、有毒性的气体,对风机的材料、结构和密封提出了严峻挑战。以下是针对不同气体介质的风机选型与设计要点:

“C”型系列多级风机:如前所述,适用于高压、洁净或具有一定腐蚀性但可通过材质升级应对的气体。例如,在输送含有微量二氧化硫(SO₂)的烟气时,与气体接触的部件(叶轮、机壳)需采用不锈钢或更高级别的耐腐蚀合金。 “D”型系列高速高压风机:采用齿轮箱增速,获得极高转速,从而实现单级或较少级数下的高压输出。结构紧凑,适用于氮氧化物(NOₓ)等气体的处理工艺,但其高速特性对转子动力学和轴承要求极高。 “AI”型系列单级悬臂风机:结构简单,叶轮悬臂安装。适用于中低压、腐蚀性强的介质,如氯化氢(HCl)气体。可整体采用石墨、聚丙烯(PP)、氟塑料(如PTFE、PFA)内衬或全合金制造,耐腐蚀性极佳。 “S”型系列单级高速双支撑风机:叶轮由两侧轴承支撑,稳定性好,适用于高转速工况。可用于输送氟化氢(HF)等剧毒、强腐蚀气体,需配备特殊的密封系统(如干气密封、双端面机械密封)和泄漏监测装置。 “AII”型系列单级双支撑风机:与“S”型类似,但可能侧重于不同的转速和压力范围,同样是处理溴化氢(HBr)等特殊有毒气体的可靠选择,其双支撑结构提供了更好的刚性。

通用设计原则:

材料选择:必须根据气体的化学成分、浓度、温度和湿度选择相容的材料。哈氏合金、蒙乃尔合金、钛材及各类不锈钢是常见选择。 密封强化:对于有毒气体,必须采用最高等级的密封,如碳环密封、干气密封等,并设计泄漏收集和报警系统。 安全防护:风机壳体可能需按压力容器标准设计制造,配备安全阀。电气设备需满足防爆要求。 防腐设计:结构上避免死角,便于排净和冲洗;表面进行特殊的防腐涂层处理。

结论

离心风机,从基础的C90-1.75氧化风机到复杂的特种气体输送风机,其技术内涵丰富而深邃。深入理解其型号背后的意义、掌握其核心部件的结构与功能、熟悉其维护修理的要点,并针对不同的工业气体介质做出科学合理的选型与设计,是每一位风机技术从业者的核心职责。随着工业技术的不断进步,对风机的效率、可靠性和适应性提出了更高的要求,这要求我们持续学习,精益求精,方能驾驭这些工业的“肺腑”,为安全生产和环境保护保驾护航。

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