混合气体风机：9-26№14.5D型离心风机深度解析与应用

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混合气体风机：9-26№14.5D型离心风机深度解析与应用

作者：王军（139-7298-9387）

关键词：混合气体风机、9-26№14.5D、离心风机、工业气体输送、风机配件、风机修理、气体腐蚀性、轴瓦、碳环密封

一、离心风机基础与工业气体输送概述

离心风机作为一种将机械能转换为气体动能和压力能的关键流体机械，在工业生产中扮演着不可或缺的角色，尤其在各类工艺气体的输送环节。其核心工作原理是：电机驱动风机主轴及固定于其上的叶轮高速旋转，叶轮中的气体在离心力作用下被甩向叶轮边缘，经蜗壳（机壳）的收集与导流，速度能转变为压力能，最终从出风口排出。与此同时，叶轮中心区域形成低压区，外部气体被持续吸入，从而形成连续的气流。

在工业领域，风机所输送的介质远非纯净空气，更多的是具有特定物理与化学性质的混合工业气体。这些气体往往具有腐蚀性、毒性、易燃易爆性或高温等特点，对风机的设计、材料选择、结构配置及维护修理提出了严峻挑战。常见的需特殊处理的工业气体包括但不限于：

二氧化硫（SO₂）气体：常见于硫酸制造、冶金和火力发电的烟气中，遇水形成亚硫酸，腐蚀性极强。 氮氧化物（NOₓ）气体：主要来源于硝酸生产、锅炉尾气等，同样具有强腐蚀性。 氯化氢（HCI）气体：在氯碱化工、农药生产中出现，吸湿性强，形成盐酸，对大多数金属有剧烈腐蚀。 氟化氢（HF）气体、溴化氢（HBr）气体：均为极具腐蚀性的酸性气体，对硅酸盐材料及多数金属构成威胁。 其他气体：如煤气、沼气（含H₂S）、各种有机溶剂蒸气等。

因此，用于输送这类介质的风机，通常被称为混合气体风机或工业气体风机，其核心在于“量身定制”，即根据输送气体的具体成分、浓度、温度、压力及杂质含量，来选择或设计风机的型号、材质和密封形式。

为了满足不同工况的需求，风机行业形成了多种系列产品，例如：

“C”型系列多级风机：通过多个叶轮串联，实现较高的单机压比，适用于中高压力的气体输送。 “D” 型系列高速高压风机：采用高转速单级或双级叶轮，追求在单级或双级结构下获得更高的压力，效率较高，本文重点解析的9-26№14.5D即属此类。 “AI” 型系列单级悬臂风机：叶轮悬臂安装，结构紧凑，适用于中小流量、中低压力的工况。 “S” 型系列单级高速双支撑风机：叶轮位于两个支撑轴承之间，转子稳定性好，适用于高转速、高负荷的场合。 “AII” 型系列单级双支撑风机：与S型类似，同为双支撑结构，是应用非常广泛的通用型风机。

理解这些系列的特点，是正确选型和应用的基石。

二、 9-26№14.5D型高压离心风机深度解析

1. 型号释义与技术定位

风机型号“9-26№14.5D”是一套完整的工程语言，其含义如下：

“9-26”：代表该风机在最高效率点时的压力系数为0.9，流量系数为2.6。这两个系数是风机相似设计的核心参数，决定了叶轮的基本几何形状和气动性能。压力系数高意味着在相同叶轮直径和转速下能产生更高的压力；流量系数则关联着风机的流通能力。 “№14.5”：表示该风机叶轮的公称直径为1450毫米。这是风机的关键尺寸，直接影响到风机的排压能力和流量大小。风机的全压与叶轮直径的平方成正比，与转速的平方成正比；流量与叶轮直径的三次方成正比，与转速的一次方成正比。 “D”：表示此风机采用联轴器传动方式，即风机主轴与电机轴通过联轴器直联。与之相对的还有“A”式（电机直联）、“B”式（带轮传动）、“C”式（带轮传动且带轮在轴承中间）等。

综合来看，9-26№14.5D是一款高压离心风机，属于前文提到的“D”型系列。它设计用于处理大流量、高系统阻力的工况，其性能曲线特点是压力高，但高效区相对较窄，因此特别适用于系统阻力稳定、要求高压送风的工业流程中，如高炉鼓风、物料输送、废气处理系统的增压等。

2. 性能参数与系统匹配

一台9-26№14.5D风机的具体性能，需要在确定的转速、气体介质（密度）下确定。其核心性能参数包括：

流量（Q）：单位时间内风机输送的气体体积，单位为立方米每秒或立方米每小时。该型号风机流量较大。 全压（P）：风机出口截面与进口截面的总压之差，单位为帕斯卡（Pa）或千帕（kPa）。它代表了风机赋予气体的总能量。9-26系列以其高全压特性著称。 轴功率（N）：风机主轴所需的输入功率。其理论计算公式为：轴功率等于（流量乘以全压）除以（风机全压效率乘以机械传动效率）。 效率（η）：风机将输入功率转化为气体有效功率的程度，是衡量风机经济性的关键指标。

在选型时，必须将风机的性能曲线与管网阻力曲线进行匹配，确保工作点落在风机的高效区内，并留有足够的喘振裕度，避免风机在不稳定工况下运行。

三、关键配件与密封技术详解

对于9-26№14.5D这类高压、且可能用于输送特殊气体的风机，其内部配件的可靠性与先进性至关重要。

风机主轴：作为传递扭矩、支撑叶轮旋转的核心部件，必须具有极高的强度、刚度和耐磨耐腐蚀性能。通常采用优质合金钢（如40Cr、42CrMo）经锻造、热处理和精密加工而成。 风机转子总成：这是一个动态平衡的组件，包括主轴、叶轮、平衡盘（如有）、联轴器等。高速旋转时，微小的不平衡量都会引发剧烈振动，因此出厂前必须进行高精度的动平衡校正。 风机轴承与轴瓦：在大型高压风机中，尤其是重载场合，常采用滑动轴承（即轴瓦）而非滚动轴承。轴瓦通常由巴氏合金等耐磨减摩材料制成，通过油膜支撑主轴，具有承载能力强、耐冲击、运行平稳、寿命长等优点。其润滑通常采用强制循环油系统，确保油膜稳定并带走摩擦热。 轴承箱：是容纳轴承（或轴瓦）及其润滑系统的壳体结构，要求有足够的刚性来保证轴承的对中性，并具有良好的密封性防止润滑油泄漏。 密封系统：这是混合气体风机区别于普通风机的关键所在，目的是防止有毒有害气体外泄或外部空气吸入。气封：通常在轴穿过机壳的部位设置迷宫密封，利用多级节流效应来减小气体泄漏。对于高压差工况，可能会引入压力稍高的清洁气体（如空气或氮气）进行阻塞密封，称为“充气密封”。油封：主要用于轴承箱两端，防止润滑油沿轴泄漏。 碳环密封：在要求零泄漏或处理极度危险、贵重气体的场合，碳环密封是高端选择。它由数个碳环组成，在弹簧力作用下紧贴轴套表面，形成极佳的径向接触式密封。碳材料具有自润滑、耐磨损、耐高温和耐多种化学品腐蚀的优点，非常适合在腐蚀性气体环境中作为主轴密封。

四、风机常见故障与修理要点

风机在长期运行后，难免出现性能下降或故障。及时的诊断与规范的修理是保障生产安全与连续性的关键。

振动超标：这是最常见的故障。原因：转子不平衡（叶轮磨损、结垢、部件松动）、轴承/轴瓦磨损、对中不良、基础松动、喘振等。修理：检查并清理叶轮，重新进行动平衡校验；更换磨损的轴承或刮研轴瓦；重新校正风机与电机的对中；紧固地脚螺栓。 轴承/轴瓦温度过高：原因：润滑油量不足或油质恶化；冷却系统故障；轴承装配过紧或轴瓦间隙不当；负载过大。修理：检查油位、油泵和冷却器，更换润滑油；调整轴承游隙或轴瓦顶隙；检查系统阻力，确认是否超负荷运行。 性能下降（风量、风压不足）：原因：转速降低（如皮带打滑）；进口过滤器堵塞；叶轮磨损严重导致间隙增大；机壳或管道泄漏。修理：检查并调整传动部件；清洗或更换过滤器；对磨损的叶轮进行修复或更换，调整叶轮与蜗壳的径向和轴向间隙；查漏并堵漏。 密封失效：原因：碳环密封磨损、弹簧失效；迷宫密封齿磨损；密封气压力不足。修理：定期检查更换碳环等密封件；修复或更换迷宫密封件；调整密封气源压力。

在进行任何修理前，必须确保风机完全停机、断电、隔离，并对输送有毒有害气体的风机进行彻底的吹扫和置换，办理相关作业票证，确保人员安全。修理后的试车必须遵循规程，逐步升速升压，密切监控振动、温度等参数。

五、多系列风机在工业气体输送中的应用对比

如前所述，不同的工业气体和工况需要匹配不同系列的风机。

以“C250-1.315/0.935”为例的“C”型多级风机：该型号解读为：流量每分钟250立方米；出风口压力为-1.315个大气压（表压，约为真空状态）；进风口压力为0.935个大气压（绝对压力）。这种风机适用于需要在中低流量下克服较高系统阻力，或者进出口压力有特殊要求的真空或加压流程，例如化工生产中的气体循环、物料真空输送。其多级结构使得单机压比高，但效率通常略低于单级高压风机。 “D”型风机（如9-26№14.5D）：如前所述，适用于大流量、高压力工况。在输送腐蚀性气体时，其通流部件（叶轮、蜗壳、进出口集流器）需采用耐腐蚀材料，如不锈钢（304、316、316L）、双相钢，或在碳钢基体上喷涂防腐涂层。密封必须强化，优先选用碳环密封或高性能迷宫密封。 “AI”型悬臂风机：结构简单，维护方便，适用于中小规模的腐蚀性气体处理，如实验室通风、小型酸洗线废气排放。因其悬臂结构，不适合用于过重或过大的叶轮。 “S”型与“AII”型双支撑风机：转子稳定性好，适用范围广，从一般通风到具有一定腐蚀性的工业气体输送均可胜任。是许多标准工业流程的首选，其耐用性和可靠性经过长期验证。

选型总结：选择输送工业气体的风机时，必须遵循以下步骤：

明确介质：精确分析气体的化学成分、温度、湿度、含尘量。 确定参数：计算工艺所需的流量、进出口压力。 选择系列：根据流量压力范围，初步选定风机系列（如C、D、AII等）。 确定材质：根据气体腐蚀性，选择风机各部分的材料（如碳钢、304不锈钢、316L不锈钢、PP塑料涂层等）。 确定密封：根据气体毒性和危险性，确定密封方案（迷宫密封、碳环密封、填料密封等）。 校核性能：确保工作点在风机性能曲线的高效区内。

六、结论

9-26№14.5D型混合气体风机作为“D”型高压离心风机的典型代表，展现了现代工业风机在应对苛刻工况时所具备的高效、高压与高可靠性。深入理解其型号含义、性能特点、核心配件（特别是轴瓦和碳环密封的应用）以及维护修理要点，对于风机技术人员至关重要。同时，必须建立起根据输送气体特性（如SO₂、NOₓ、HCI等）来科学选型、配置材料和密封的系统性思维。唯有将风机的性能、结构与工艺介质的特殊性紧密结合，才能确保设备的长周期稳定运行，为安全生产和环境保护提供坚实保障。

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