混合气体风机：9-28NO17D型离心风机深度解析与应用

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混合气体风机：9-28NO17D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、9-28NO17D、离心风机、工业气体输送、风机配件、风机修理、气封、轴瓦、碳环密封

引言

在工业生产中，风机作为气体输送与增压的核心设备，其性能与可靠性直接关系到工艺流程的稳定与效率。特别是针对混合工业气体的输送，对风机的设计、材料及运行维护提出了更为苛刻的要求。本文将聚焦于离心风机的基础知识，并以9-28NO17D这一典型型号作为核心案例，进行深入解析。同时，将对风机的关键配件、常见修理要点以及输送各类特殊工业气体（如SO₂、NOₓ、HCI等）的注意事项进行系统阐述，旨在为风机技术领域的同行提供一份实用的参考。

第一章离心风机基础概述

离心风机的工作原理基于牛顿第二定律和能量守恒定律。其核心部件是叶轮。当电机驱动风机主轴带动叶轮高速旋转时，叶片间的气体在离心力的作用下被从叶轮中心甩向边缘，气体的动能和压力能随之增加。这股高速气体进入蜗壳形机壳后，流速降低，部分动能使转化为静压能，最终形成具有一定压力和流量的气流从出口排出。与此同时，叶轮中心区域因气体被甩出而形成低压区，外部气体在大气压作用下被持续吸入，从而实现了气体的连续输送。

风机的性能主要通过以下几个关键参数来表征：

流量：指单位时间内风机输送的气体体积，通常以立方米每分钟或立方米每小时表示。全压：指风机出口截面与进口截面的全压之差，代表了风机赋予单位体积气体的总能量，单位为帕斯卡或千帕。静压：风机全压减去动压后的值，是克服管道阻力有效做功的压力。功率：分为轴功率（输入风机主轴的功率）和有效功率（气体实际获得的功率）。风机效率即为有效功率与轴功率的比值，是衡量风机能量转换效能的重要指标。转速：指风机叶轮每分钟的旋转圈数，单位是转每分钟，它直接影响风机的流量、压力和功率。

第二章 9-28NO17D型混合气体风机深度解析

9-28NO17D是一个典型的离心风机型号，其命名规则蕴含了该风机的主要结构和工作特性。

“9-28”：这属于风机系列号。“9”代表风机在最高效率点时的压力系数乘以10后的取整值。压力系数是一个无量纲数，反映了叶轮结构对压力生成的能力。“28”则代表风机在最高效率点时的比转速。比转速是一个综合性的相似特征数，它反映了风机在单位流量、单位压头下的转速，表征了风机的几何形状、性能和速度特性。9-28系列通常属于高压离心通风机。 “NO17”：这表示风机的机座号，其中“NO”是Number的缩写，“17”代表叶轮外径的分米数，即该风机的叶轮外径为17分米，也就是1.7米。叶轮直径是决定风机输出压力和流量的关键结构参数。 “D”：这个字母表示风机的传动方式。根据国家标准，“D”通常表示悬臂支撑、采用联轴器传动的结构形式。这意味着叶轮悬臂地安装在主轴的一端，主轴通过联轴器与电机轴直接连接。这种结构相对紧凑，适用于中等功率和转速的场合。

性能特点与应用场景：
9-28NO17D风机由于其高压特性，常被用于输送要求较高压力的混合气体，例如在冶金、化工、环保等行业中，用于气体的强制通风、物料输送系统或废气处理系统的增压环节。其设计能够应对具有一定腐蚀性或含少量粉尘的混合气体，但具体适用性需根据气体成分和风机材质选择而定。

第三章风机输送气体的说明与工业气体风机选型

风机输送的气体性质千差万别，对于混合工业气体，尤其需要关注其腐蚀性、毒性、爆炸性、湿度、粉尘含量及温度。

1. 输送混合工业气体：
混合气体成分复杂，可能兼具腐蚀性和磨损性。选型时，除了计算所需的流量和压力外，必须明确气体成分。风机的过流部件（如叶轮、机壳、进风口）需要根据主要腐蚀成分选择相应的耐腐蚀材料，如不锈钢（304、316、316L）、双相钢，或在碳钢基体上施加特种涂层（如环氧树脂、聚氨酯、陶瓷涂层）。对于9-28NO17D这类风机，在用于混合气体时，其材质选择是决定其寿命的关键。

2. 输送特定腐蚀性气体：

二氧化硫(SO₂)气体：SO₂遇水形成亚硫酸，腐蚀性极强。风机需采用高级别不锈钢（如316L）或镍基合金，密封系统需严防水分进入。 氮氧化物(NOₓ)气体：NOₓ同样易形成酸性物质。需选用耐硝酸腐蚀的材料，如304或316不锈钢，并注意密封。 氯化氢(HCl)气体：HCl的湿气腐蚀性极强。必须使用耐盐酸腐蚀的材料，如哈氏合金、高牌号不锈钢（904L）或采用内衬橡胶、聚四氟乙烯等非金属材料。 氟化氢(HF)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、高镍合金及某些塑料（如聚四氟乙烯）能耐受。风机设计需特殊考虑。 溴化氢(HBr)气体：腐蚀性与HCl类似，材料选择原则相近。

3. 其他气体：如氧气需禁油处理，煤气需防爆设计等。

参考风机系列简介：

“C”型系列多级风机：通过多个叶轮串联，逐级增压，适用于需要高压力但流量不大的工况。例如型号 C250-1.315/0.935的解释为：“C”系列多级风机，流量为每分钟250立方米；“-1.315”表示出风口绝对压力为-1.315个大气压（即真空度）；“/0.935”表示进风口绝对压力为0.935个大气压。若无“/”及后续数字，通常默认进风口压力为1个标准大气压。 “D”型系列高速高压风机：通常采用高转速设计，单级或两级叶轮即可产生很高压力，结构紧凑，效率较高。 “AI”型系列单级悬臂风机：叶轮悬臂安装，结构简单，维护方便，适用于中低压场合。 “S”型系列单级高速双支撑风机：叶轮置于两个轴承之间（双支撑），转子动力学稳定性好，适用于高转速、高功率的场合。 “AII”型系列单级双支撑风机：与S型类似，同为双支撑结构，但可能在设计细节和适用参数范围上有所不同，稳定性优于悬臂结构。

第四章风机关键配件详解

风机的可靠运行离不开各个精密配件的协同工作。

风机主轴：作为传递扭矩和支撑转子的核心部件，必须具备高强度、高韧性和优良的抗疲劳性能。通常采用优质合金钢（如40Cr、42CrMo）锻造并经调质热处理而成。其加工精度，特别是与轴承、叶轮配合处的尺寸公差和形位公差，要求极高。 风机轴承与轴瓦：对于9-28NO17D这类中型风机，滑动轴承（即轴瓦）应用普遍。轴瓦通常由钢背衬以巴氏合金、铜基合金或高分子复合材料等减摩材料构成。巴氏合金轴瓦具有良好的嵌藏性和顺应性，抗冲击能力强。轴承的运行依赖于稳定的润滑油膜，油膜的建立遵循流体动压润滑原理。 风机转子总成：这是一个核心旋转组件，主要包括主轴、叶轮、平衡盘（如有）、联轴器部件等。转子在组装后必须进行严格的动平衡校正，以消除不平衡质量引起的振动。平衡精度等级根据风机的转速和工作要求确定。 气封与油封：气封：主要用于防止机壳内高压气体向外部泄漏或级间窜气。在输送有毒、有害气体时尤为重要。除了传统的迷宫密封，碳环密封因其自润滑、耐高温、低磨损和优良的密封性能，在要求较高的场合得到广泛应用。碳环密封由多个碳环组成，在弹簧力作用下紧贴轴套表面，形成多级节流密封。油封：主要用于防止轴承箱的润滑油泄漏到外部，以及防止外部杂质进入轴承箱。常用的是骨架油封或迷宫式油封。 轴承箱：是容纳和固定轴承、储存润滑油并保证其循环的部件。其设计需保证良好的散热，内部结构要利于润滑油的流动和杂质沉淀。

第五章风机常见故障与修理要点

风机的修理是一项专业性极强的工作，需遵循严谨的流程。

常见故障模式：

振动超标：最常见故障。原因包括转子不平衡（叶轮磨损、结垢、部件松动）、轴承磨损、对中不良、基础松动、共振等。 轴承温度过高：原因可能是润滑油不足或变质、润滑油牌号不对、冷却不良、安装间隙不当、负载过大等。 性能下降（流量/压力不足）：可能由于转速不足、叶轮磨损严重、间隙过大（特别是气封）、进口过滤器堵塞、管网阻力变化等。 异常噪音：可能源于轴承损坏、转子与静止件摩擦、喘振等。

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源。 拆卸与清洗：按顺序拆卸，做好标记。彻底清洗所有零部件，特别是轴承箱、油路和叶轮流道。 零部件检测与修复：主轴：检查直线度、轴颈尺寸和表面粗糙度。若弯曲需进行校正或精车，磨损可采用镀铬、热喷涂等方法修复。叶轮：检查磨损、腐蚀、裂纹。轻微磨损可堆焊修复，严重时需更换。修复或更换后的叶轮必须重新进行动平衡校正。平衡精度计算通常基于“残余不平衡量等于转子质量乘以许用偏心距”的公式。轴瓦：测量间隙（顶隙、侧隙）。若巴氏合金层出现剥落、裂纹或磨损超差，需重新浇铸并机加工。密封：检查迷宫密封齿的磨损情况，更换碳环密封等易损件。安装新密封时确保间隙符合设计要求。机壳：检查有无裂纹或腐蚀穿孔，必要时进行补焊或贴板加强。 回装与对中：按拆卸的逆序回装，确保各部件装配到位。使用百分表进行严格的轴对中，确保电机与风机主轴的中心线重合。对中不良是导致振动和轴承损坏的主要原因之一。 试运行：修理完成后，必须先进行点动，确认无摩擦异响后，再空载运行，监测振动、温度、噪声等参数。稳定后逐步加载至额定工况，并持续观察至少2小时。

结论

离心风机，特别是像9-28NO17D这样用于处理混合工业气体的风机，是现代工业不可或缺的动力设备。深入理解其工作原理、型号含义、性能特点以及关键配件的结构与功能，是进行正确选型、高效运行和科学维护的基础。面对复杂的工业气体环境，严谨的材料选择、精准的密封设计和规范的维修流程，是保障风机长周期安全稳定运行的三道防线。作为风机技术人员，不断深化对这些知识的掌握，并应用于实践，对于提升企业生产保障能力和经济效益具有重要意义。

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