混合气体风机S1750-1.092/0.643技术解析与应用

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混合气体风机S1750-1.092/0.643技术解析与应用

作者：王军（139-7298-9387）

关键词：混合气体风机、S1750-1.092/0.643、风机型号解析、工业气体输送、风机配件、风机修理、离心风机

第一章离心风机基础与工业气体输送概述

离心风机作为一种利用旋转叶轮将机械能转换为气体动能和压力能的流体机械，在工业生产中扮演着至关重要的角色。其核心工作原理基于牛顿第二定律和欧拉方程，即通过叶轮高速旋转，气体在离心力作用下被加速甩向叶轮外缘，进入蜗壳后速度能进一步转化为压力能，从而实现气体的输送。对于工业气体，尤其是混合气体、腐蚀性气体及有毒气体的输送，风机的设计、材料选择及运行维护提出了更为苛刻的要求。

工业气体输送领域广泛，涵盖了化工、冶金、环保、电力等多个行业。输送的介质包括但不限于混合工业气体、二氧化硫(SO₂)、氮氧化物(NOₓ)、氯化氢(HCl)、氟化氢(HF)、溴化氢(HBr)等。这些气体往往具有腐蚀性、毒性或易爆性，因此，输送它们的风机必须具备特殊的结构设计、耐腐蚀材料以及高效的密封系统，以确保运行的安全性和可靠性。

行业内常见的风机系列包括：“C”型系列多级风机，适用于中压、大流量的工况；“D”型系列高速高压风机，适用于高压力需求的场合；“AI”型系列单级悬臂风机，结构紧凑，适用于中等压力；“S”型系列单级高速双支撑风机，以其高转速和稳定性著称，特别适合高速高压混合气体输送；“AII”型系列单级双支撑风机，则在平衡性和耐用性上表现优异。本文将以S1750-1.092/0.643型号为例，深入解析其在混合气体输送中的应用。

第二章风机型号S1750-1.092/0.643深度解析

风机型号是风机性能参数的集中体现，正确解读型号对于选型、运行和维护至关重要。参考类似型号“C250-1.315/0.935”的解释规则，我们对“S1750-1.092/0.643”进行详细解析。

首先，型号中的“S”代表该风机属于“S”型系列，即单级高速双支撑风机。这种结构的特点是叶轮安装于主轴中部，两端由轴承支撑，具有较高的刚性和稳定性，能够承受较高的转速和负载，特别适合于输送高压、高速的混合气体工况。

“1750”表示该风机的额定流量为每分钟1750立方米。这是一个重要的性能指标，直接关系到风机在系统中的送风能力。在设计和选型时，需要根据管道系统阻力、气体成分和温度等因素综合确定流量需求。

“-1.092”表示风机出风口的压力为-1.092个大气压（表压）。在工程中，常用绝对压力或表压来表示。这里的负值通常意味着风机在吸气端工作，或者是在一个负压系统中运行，其绝对压力为环境大气压减去此值。具体计算为：绝对压力 = 大气压 - 1.092 atm（若大气压取1标准大气压，则绝对压力约为 -0.092 atm 表压，具体需根据工况单位确定）。

“/0.643”则表示风机进风口的压力为0.643个大气压（绝对压力或表压，需结合上下文，通常理解为绝对压力更普遍）。进风口压力低于标准大气压，表明风机是从一个低压环境或系统中抽取气体。进、出口压力的差值（即压力升）是风机性能的关键参数，它等于出口压力减去进口压力。在本例中，压力升约为 -1.092 - 0.643 = -1.735 atm（若均为表压）或需根据绝对压力换算。这个压力升体现了风机克服系统阻力、提升气体压力的能力。

综上所述，S1750-1.092/0.643是一款单级高速双支撑离心风机，设计流量为1750 m³/min，在进口气压约为0.643 atm的条件下，能将气体压缩至出口约-1.092 atm的表压（或等效绝对压力），适用于特定的负压或真空抽吸混合气体输送场景。

第三章风机核心配件详解

一台高性能的离心风机离不开其精密的核心配件。对于S系列这类高速风机，其配件的设计、材料和制造工艺直接决定了风机的效率、寿命和可靠性。

1. 风机主轴：主轴是风机的核心传动部件，承载着叶轮并传递电机的扭矩。它通常采用高强度合金钢（如40Cr、42CrMo）经锻造、热处理和精密加工而成，具有优异的抗疲劳强度和扭转刚度。主轴的平衡等级要求极高，任何微小的不平衡都可能导致剧烈振动，影响轴承寿命和密封效果。

2. 风机轴承与轴瓦：在高速重载风机中，滑动轴承（即轴瓦）应用广泛。轴瓦通常由巴氏合金、铜基合金或高分子复合材料制成，镶嵌在轴承座内，与主轴轴颈形成油膜润滑。其工作原理是依靠润滑油在轴颈与轴瓦间形成动压油膜，将金属间的干摩擦转化为液体摩擦，从而减少磨损、降低噪音、吸收振动。对于S1750这类风机，轴承的设计需确保在高速下仍能形成稳定的油膜，并提供足够的承载能力。

3. 风机转子总成：转子总成是风机的旋转部件集合，主要包括主轴、叶轮、平衡盘（如有）、联轴器等。叶轮作为核心做功部件，其设计（如叶片型线、出口角、进口直径等）直接影响风机的流量、压力和效率。对于输送混合腐蚀性气体，叶轮材料常选用不锈钢（如304、316L）、双相不锈钢，甚至在极端工况下采用哈氏合金或钛材，并可能进行表面涂层处理（如聚四氟乙烯涂层）以增强耐腐蚀性。转子总成在装配后必须进行严格的动平衡校正，通常要求达到G2.5或更高的平衡等级，以确保平稳运行。

4. 密封系统：
* 气封与碳环密封：在风机轴端，防止气体沿轴向泄漏至关重要。碳环密封是一种常见的非接触式密封，由多个碳环组成，依靠弹簧力使其与轴保持微小间隙。在高速旋转下，碳环与轴之间形成气膜，既允许微小相对运动，又能有效阻止气体外泄。对于有毒、易燃或贵重的混合气体，高效的碳环密封是安全运行的保障。
* 油封：主要用于轴承箱等润滑部位的密封，防止润滑油泄漏和外部污染物进入。通常采用橡胶或聚四氟乙烯等材料的唇形密封圈。
* 轴承箱：它是容纳轴承、轴瓦并存储润滑油的部件。其结构设计需保证良好的散热和油路循环，内部通常设有油槽、油孔，确保润滑油能充分润滑和冷却轴承。轴承箱的刚性对整机振动水平有直接影响。

第四章风机常见故障与修理要点

风机在长期运行后，难免会出现各种故障。及时的诊断和正确的修理是保障生产连续性的关键。

常见故障模式：

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、轴承磨损、轴瓦间隙过大、地脚螺栓松动等。 轴承温度过高：可能由于润滑油油质不佳、油量不足、冷却系统故障、轴承装配过紧或轴瓦刮研不当导致油膜无法形成。 性能下降（风量风压不足）：可能源于叶轮腐蚀或磨损导致间隙增大、进气过滤器堵塞、密封件磨损导致内泄漏严重、转速下降等。 异常噪音：分为机械噪音（轴承损坏、部件松动）和气动噪音（喘振、旋转失速）。 气体泄漏：碳环密封、气封或法兰连接处密封失效。

修理流程与要点：

停机检查与诊断：详细记录故障现象，使用振动分析仪、红外测温仪等工具初步判断故障点。 拆卸与清洗：按顺序拆卸，对零部件进行彻底清洗，以便检查。 核心部件检查与修复： 转子总成：检查叶轮有无裂纹、腐蚀、磨损。必要时进行补焊或更换。修复后必须在动平衡机上重新进行动平衡校正。 主轴：检查轴颈有无磨损、拉伤。轻微磨损可进行磨削修复，严重则需更换。 轴承与轴瓦：检查轴瓦的接触印痕、间隙。若巴氏合金层脱落或磨损超差，需重新浇铸并刮研，确保接触面积和顶间隙、侧间隙符合设计要求。 密封系统：检查碳环密封的磨损情况，弹簧弹力是否足够。磨损严重的碳环必须成组更换。检查油封唇口是否老化开裂。 回装与调试：严格按照装配工艺进行，确保各部件的配合间隙（如叶轮与蜗壳的间隙、轴瓦间隙等）。精细调整主轴与电机的对中精度。加注规定牌号和数量的润滑油。 试运行：空载试运行，监测振动、温度、噪音等参数。正常后逐步加载至额定工况，验证性能恢复情况。

对于输送特殊工业气体的风机，修理过程中还需特别注意安全防护和清洁度，防止残留气体造成中毒或爆炸风险。

第五章特殊工业气体输送风机的技术要点

针对不同的工业气体特性，风机在设计、材料和运行上需采取针对性措施。

混合工业气体：成分复杂，可能兼具腐蚀性和毒性。风机材料需选择具有广泛耐腐蚀性的合金，如316L不锈钢。密封系统要求极高，通常采用串联式碳环密封或干气密封。 二氧化硫(SO₂)气体：遇水形成亚硫酸，腐蚀性强。风机过流部件需采用耐酸不锈钢（如316L、904L）或高牌号双相钢。需严格控制气体入口温度，避免低于露点导致冷凝酸腐蚀。密封需防止SO₂外泄。 氮氧化物(NOₓ)气体：具有一定的氧化性和毒性。材料可选择304或316不锈钢。需要注意NOₓ在特定条件下可能形成硝酸，因此也需注意防冷凝。 氯化氢(HCl)气体：腐蚀性极强，特别是湿氯化氢。风机材料首选哈氏合金C-276或采用内衬聚四氟乙烯(PTFE)、聚偏氟乙烯(PVDF)等防腐涂层。所有密封必须绝对可靠。 氟化氢(HF)气体和溴化氢(HBr)气体：这两种均为强腐蚀性、剧毒气体。HF能腐蚀玻璃和大多数金属，仅少数材料如蒙乃尔合金、镍基合金及碳制品能较好耐受。风机通常采用整体蒙乃尔合金制造或内衬PTFE。HBr的腐蚀性与HCl类似，材料选择可参考HCl工况。 其他气体：如氧气需禁油设计，防止爆炸；煤气等易燃气体需防爆电机和静电导出装置。

总之，为特定工业气体选择风机时，必须充分考虑气体的化学性质、温度、压力、湿度等参数，从而确定合适的风机系列、材料等级和密封方案。

结论

离心风机，特别是像S1750-1.092/0.643这样的高速双支撑模型，是现代工业气体输送系统的核心设备。深入理解其型号含义、掌握其核心配件的工作原理与维护要点，并针对不同工业气体的特性进行精准选型与维护，是确保风机长期、稳定、高效、安全运行的根本。随着工业技术的发展，对风机在效率、可靠性和适应性方面的要求将不断提高，这要求我们风机技术人员不断学习，精益求精。

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