废气回收风机：G9-19-11№15D深度解析与技术探讨

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废气回收风机：G9-19-11№15D深度解析与技术探讨

作者：王军（139-7298-9387）

关键词：废气回收再生风机、G9-19-11№15D、离心风机、工业废气处理、风机配件、风机维修、特殊气体输送、轴瓦、碳环密封

引言：风机在工业废气回收中的核心作用

在当今强调绿色制造与可持续发展的工业环境中，工业废气的回收与再利用已成为不可或缺的环节。作为这一系统的“心脏”，风机，特别是离心风机的性能与可靠性直接决定了整个废气处理系统的效率与稳定性。本文将聚焦于废气回收再生系统中的关键设备:G9-19-11№15D型离心风机，对其进行深度解析，并围绕其气体输送特性、核心配件及维修要点展开详细论述，同时拓展介绍适用于各类特殊工业气体的风机选型与技术要点。

第一章：G9-19-11№15D型离心风机深度解析

风机型号是理解其性能与用途的第一把钥匙。G9-19-11№15D这一型号蕴含了该风机的关键设计参数。

G9-19：压力系数与比转数 “G”通常代表锅炉鼓风机（或按特定企业标准），在此类应用中常指适用于高压头工况。 “9”代表风机的压力系数为0.9。该系数是衡量风机产生压力能力的重要无量纲参数，系数越高，表明在相同叶轮直径和转速下，风机能产生更高的全压。 “19”代表风机的比转数为19。比转数是一个综合性的相似特征数，它描述了风机在最高效率点工作时，其流量、压力与转速之间的综合关系。比转数较低（如小于30）的风机，通常属于高压离心风机，其特性是流量相对较小，但压头很高，非常适合废气回收系统中需要克服后续处理设备（如吸附塔、换热器）较大阻力的工况。 11：设计序号与单吸入口 “11”是风机的设计顺序号，代表该型号是第11次设计或改进版本，通常意味着更成熟的技术和优化的性能。同时，它也表明此风机为单级单吸入口结构，即气体从风机的一侧进入叶轮。 №15D：机号与传动方式 “№15”指的是风机的机号，其数值为15，通常表示风机叶轮的直径是15分米，即1.5米。这是一个关键尺寸，直接影响风机的排风能力和功率。 “D”代表风机的传动方式。根据机械行业标准，传动方式“D”表示的是“悬臂支承，联轴器传动”。即风机的叶轮悬臂地安装在主轴的一端，主轴通过联轴器与电动机主轴直接连接。这种结构紧凑，传动效率高，是高压离心风机的常见形式。

综合性能解读：G9-19-11№15D是一款高压、小流量比的单级单吸悬臂支承离心风机。其1.5米的大叶轮直径结合0.9的高压力系数，使其能够为废气回收系统提供强大的输送动力，确保废气在流经复杂的净化与回收装置时，仍能保持足够的压力和流量。

第二章：风机输送气体的特性与要求

在废气回收系统中，风机输送的介质并非纯净空气，而是成分复杂、可能具有腐蚀性、毒性或含有微小颗粒物的工业废气。

气体密度与风机性能：离心风机所产生的压力与输送气体的密度成正比。废气由于成分复杂，其分子量可能与空气有差异，导致密度不同。风机选型时，必须根据实际工况下的废气密度进行性能换算。风机性能曲线（压力-流量曲线、功率-流量曲线、效率-流量曲线）通常基于标准空气（密度1.2千克每立方米）绘制，在实际应用中，需根据气体密度进行修正。全压的计算公式为：全压等于气体密度乘以（出口动压头与进口动压头之差的一半乘以出口速度的平方减去进口速度的平方，再加上出口静压减去进口静压）。功率的计算公式为：轴功率等于（流量乘以全压）除以（一千零二乘以风机效率），再乘以机械传动效率。当废气密度大于空气时，风机实际所需功率会增大，电机选型需留有余量。 腐蚀性与材质选择：废气中若含有SO₂、NOₓ、HCl、HF、HBr等酸性组分，会对风机过流部件（如叶轮、机壳、进气箱）产生强烈的化学腐蚀。因此，G9-19-11№15D或类似风机的这些部件常采用不锈钢（如304、316L）、双相钢，甚至在关键部位采用哈氏合金或进行特种防腐涂层（如喷涂环氧树脂、聚四氟乙烯）处理。 颗粒物与耐磨设计：废气中可能夹带粉尘、结晶物等固体颗粒。这些颗粒会冲刷、磨损叶轮和机壳，导致动平衡破坏、振动加剧。对此，风机叶轮可采用耐磨钢板制造，或在前缘、叶片工作面堆焊碳化钨等耐磨材料，以延长使用寿命。 温度适应性：工业废气温度可能较高。风机设计需考虑热膨胀，轴承的选型和冷却，以及机壳可能设置的散热翅片。密封系统也需能承受高温，防止因热变形而失效。

第三章：风机核心配件详解

一台高性能、长寿命的风机，离不开其精密且可靠的核心配件。对于G9-19-11№15D这类高压风机尤其如此。

风机主轴：作为传递扭矩和支撑旋转部件的核心，主轴必须具有极高的强度、刚度和韧性。通常采用高强度合金钢（如40Cr、42CrMo）经锻造、粗加工、调质热处理、精加工和磨削而成，确保其疲劳强度和临界转速远高于工作转速，避免共振。 风机轴承与轴瓦：在高速重载的工况下，滑动轴承（即轴瓦）比滚动轴承更具优势。轴瓦通常由巴氏合金衬层与钢背结合而成。巴氏合金具有良好的嵌入性、顺应性和抗咬合性，能形成稳定的润滑油膜，承受较大的冲击载荷，运行更平稳，噪音更低。轴承座内设有供油和回油系统，确保连续润滑与冷却。 风机转子总成：这是风机的“心脏”，包括主轴、叶轮、平衡盘（如有）、联轴器等。叶轮是气体获得能量的直接部件，其型线设计、制造精度（如叶片型线、出口角）和动平衡等级至关重要。高精度的动平衡校正（通常要求达到G2.5或更高等级）是保证风机低振动、长周期稳定运行的前提。 密封系统：这是防止介质泄漏和润滑油污染的关键。 气封（迷宫密封）：通常安装在轴穿过机壳的部位，由一系列环形齿片与轴形成微小间隙，通过多次节流效应来阻隔气体泄漏，是一种非接触式密封。 碳环密封：在要求更高的场合，会采用碳环密封。它由多个碳环组成，在弹簧力作用下紧贴轴颈，形成接触式密封。碳材料具有自润滑、耐高温、化学稳定性好的特点，能有效密封有毒、贵重或易燃易爆气体。油封：主要用于轴承箱两端，防止润滑油外泄和外部杂质侵入。常用的是骨架油封或迷宫式油封。 轴承箱：它是容纳轴承（轴瓦）、润滑油并为其提供刚性支撑的部件。其结构设计需保证良好的散热，并设有油位计、温度测点等附件。

第四章：风机常见故障与修理要点

风机的定期维护与及时修理是保障其可靠运行的生命线。

振动超标：这是最常见的故障。原因：叶轮磨损或粘附结垢导致动平衡破坏；主轴弯曲；轴承（轴瓦）磨损间隙过大；地脚螺栓松动；联轴器对中不良。修理：停机清理叶轮污垢或更换叶轮，并重新进行高速动平衡；校正或更换主轴；刮研或更换轴瓦，调整轴承间隙；紧固地脚螺栓；重新进行激光对中，确保电机与风机主轴的同轴度。 轴承温度过高：原因：润滑油油质劣化、油量不足或油路堵塞；轴瓦刮研不良，接触面积不够或间隙不当；冷却系统故障。修理：更换合格的润滑油，清洗油路；重新刮研轴瓦，确保接触点均匀分布；检查并修复冷却水系统或冷却器。 性能下降（风量、风压不足）：原因：叶轮磨损严重，间隙增大；进口过滤器堵塞；密封间隙因磨损过大，导致内泄漏严重。修理：修复或更换叶轮，调整叶轮与机壳间的径向和轴向间隙；清洗或更换过滤器；更换或修复迷宫密封、碳环密封。 异常噪音：原因：轴承损坏；转子部件与静止件发生摩擦；喘振现象。修理：立即停机检查，更换轴承；检查并调整动静部件间隙；通过调整进口导叶或阀门开度，使风机工作点远离喘振区。

在进行任何修理工作前，必须严格执行安全锁定程序，确保设备完全断电、介质隔离且系统泄压。

第五章：输送特殊工业气体的风机选型与应用

除了通用的废气回收，针对特定成分的工业气体，风机需进行特殊设计和选型。以下是几种常见系列风机及其应用：

“C”型系列多级风机：如型号“C370-1.8/0.85”，表示C系列多级风机，流量为每分钟370立方米，出口压力为-1.8个大气压（表压，即抽真空状态），进口压力为0.85个大气压（绝压）。这种风机通过多个叶轮串联，能产生很高的压升，适用于气体增压输送、真空脱水等工况，也可用于输送混合工业气体，但需根据气体腐蚀性选择合适的材质。 “D”型系列高速高压风机：采用高转速设计，通常与增速齿轮箱集成，能在单级叶轮下产生很高的压头。结构紧凑，效率高，适用于要求高压头且安装空间有限的场合。 “AI”型系列单级悬臂风机：结构与G9-19-11№15D类似，单吸入口，悬臂支承。结构简单，维护方便，适用于中等压头的洁净或含微量尘粒气体。 “S”型系列单级高速双支撑风机：叶轮置于两轴承之间（双支撑），转子稳定性更好，适用于更高转速和更大功率的场合。常用于输送二氧化硫(SO₂)气体、氮氧化物(NOₓ)气体等，材质需选用耐硫酸、硝酸腐蚀的超级不锈钢或镍基合金。 “AII”型系列单级双支撑风机：同样是双支撑结构，但可能采用双吸入口（若型号中有“S”表示），流量更大，运行更平稳。适用于大流量输送氯化氢(HCl)、氟化氢(HF)、溴化氢(HBr)等强腐蚀性气体，其过流部件必须采用高等级耐腐蚀材料，如蒙乃尔合金、钛材或内衬橡胶、塑料。

对于所有输送有毒、有害气体的风机，密封系统的可靠性是设计的重中之重，必须采用高性能的迷宫密封与碳环密封组合，并在可能的情况下，引入氮气等惰性气体进行阻塞密封，确保零泄漏，保障生产和环境安全。

结论

G9-19-11№15D型离心风机作为废气回收再生系统的核心动力设备，其高性能的设计、可靠的配件配置以及针对性的维护修理，是确保整个系统稳定、高效、长周期运行的关键。深入理解其型号含义、介质特性、核心部件原理及故障处理方法是每一位风机技术人员的必备素养。同时，在面对成分各异的工业废气时，必须精准选型，并针对气体的腐蚀性、毒性等特点，在风机材质、密封形式和结构设计上做出最恰当的抉择，从而真正实现工业废气的安全、高效回收与资源化利用，为工业绿色转型贡献力量。

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