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离心通风机基础与型号9-19№12.8D技术详析

作者:王军(139-7298-9387)

关键词:离心通风机、9-19№12.8D、风机配件、风机修理、工业气体输送、风机转子、轴承箱、密封技术

一、离心通风机基础概述

离心通风机是一种依靠输入机械能提高气体压力并排送气体的流体机械,它广泛用于工厂、矿井、隧道、冷却塔、车辆、船舶和建筑物的通风、排尘和冷却。其工作原理基于离心力:当叶轮高速旋转时,叶片间的气体在离心力作用下被甩向叶轮外缘,经蜗壳形机壳的导流和增压后,从出口排出。与此同时,叶轮中心部位形成低压区,外部气体在大气压力作用下被连续吸入,从而实现气体的连续输送。

离心通风机的性能主要取决于几个关键参数:风量(单位时间内输送的气体体积)、风压(气体在风机内获得的压力提升)、功率和效率。这些参数之间的关系可以通过风机的性能曲线来描述。其中,风机的风压与叶轮转速的平方成正比,风量与转速成正比,而所需的轴功率则与转速的立方成正比。这就是通风机领域重要的比例定律

风机的分类方式多样。按压力可分为低压(风压小于1000帕)、中压(风压介于1000至3000帕)和高压(风压大于3000帕)通风机。按用途可分为通用、除尘、防爆、防腐等类型。而系列型号,则是根据其空气动力学图(即无量纲性能曲线)的不同来划分的,它代表了具有相似气动特性的一类风机。

二、离心通风机型号命名规则详解

我国离心通风机的型号命名通常由一组数字和字母构成,蕴含了该风机系列、尺寸和结构形式的关键信息。以文中提及的多个型号为例:

“9-19”型系列通风机:代表高压离心通风机系列。其中“9”表示风机在最高效率点时的压力系数乘以10后取整的数值,“19”表示风机在最高效率点时的比转速。该系列风机特点是压力高、流量相对较小。 “№12.8D”:这是型号的后续部分。“№12.8”表示风机的叶轮公称直径是12.8分米,即128厘米。“D”代表风机的传动方式,此处指采用悬臂支承,电机通过联轴器直接驱动叶轮的结构(常见的还有A式:电机直联,C式:皮带传动悬臂支承等)。 对比型号“9-19№16D”:这表示同属9-19高压系列,但叶轮直径增大至16分米(160厘米)的风机。根据比例定律,在相同转速下,其风量、风压和功率都将显著大于№12.8的型号。 其他系列“4-72-11”型:经典的中低压、高效率、低噪声离心通风机系列。“4”表示压力系数为0.4,“72”表示比转速72,“11”中第一个“1”代表单侧进气(叶轮单吸),第二个“1”代表第一次设计。 “9-26”型:同属高压系列,比转速为26,相比9-19系列,其特性曲线更陡峭。 “G4-73”与“Y4-73”型:“G”代表锅炉用鼓风机,“Y”代表锅炉用引风机。4-73系列是为电站锅炉配套设计的,引风机(Y型)因输送高温烟气,通常在结构材料、冷却方式和轴承配置上有所不同。

本文重点剖析的 “9-19№12.8D”离心通风机,即是一款叶轮直径为1.28米,采用直接联轴器传动的高压离心通风机,适用于要求压力较高、系统阻力较大的工艺系统。

三、风机核心配件与功能解析

一台稳定运行的离心通风机,是其各个精密配件协同工作的结果。以下对关键配件进行说明:

风机转子总成:这是风机的“心脏”。主要由风机主轴叶轮(含前盘、后盘、叶片和轮毂)以及平衡盘(如有)等组件构成。主轴需具有极高的强度、刚度和韧性,以承受叶轮的巨大离心力和传递扭矩。叶轮的气动设计和制造精度直接决定风机的效率、压力和流量。转子在装配后必须进行严格的动平衡校正,以消除不平衡质量,避免运行时产生有害振动。 支承与传动部件风机轴承与轴承箱:轴承是转子的支撑核心。对于9-19№12.8D这类中型高压风机,常采用滑动轴承(轴瓦)或高性能滚动轴承。滑动轴承承载能力大、运行平稳、耐冲击,但需配套润滑系统。轴承箱是容纳轴承、保证其准确定位并提供润滑环境的壳体,其冷却和密封至关重要。 联轴器:连接风机主轴与电机轴的部件。它不仅传递扭矩,还需补偿两轴间少量的径向、轴向和角向偏差,吸收振动。常见的如弹性柱销联轴器、膜片联轴器等。 密封系统:防止介质泄漏或外部杂质进入的关键。 气封(迷宫密封):在机壳与转轴之间设置一系列环形齿隙,通过多级节流效应减少机内高压气体的泄漏。 油封:主要用于轴承箱两端,防止润滑油泄漏并阻挡灰尘进入轴承。 碳环密封:一种接触式机械密封,由多个碳环组成,在弹簧作用下紧贴轴套,实现极为有效的气体密封,特别适用于输送有毒、贵重或危险气体的场合。 其他重要部件:包括机壳(蜗壳):收集从叶轮出来的气体并将其导向出口,同时将部分动能转化为静压;进风口(集流器):引导气体平稳进入叶轮,减少进气损失;调节门(进口风门):用于调节风机流量。

四、输送工业气体的特殊考量

离心通风机不仅输送空气,还广泛应用于输送各类工业气体,如工业烟气、二氧化碳(CO₂)、氮气(N₂)、氧气(O₂)、氦气(He)、氖气(Ne)、氩气(Ar)、氢气(H₂)以及各种混合工业气体。输送不同介质时,风机的选型、设计和材料必须进行特殊调整:

气体密度的影响:风机的压头(压力)与气体密度成正比。输送密度远小于空气的氢气(H₂)时,在相同转速和尺寸下,风机产生的压头会极低,所需功率也小;反之,输送分子量大的气体,压头和功率需求会增大。性能换算需严格依据密度比例关系进行。 腐蚀性:输送含硫烟气、湿氯气等腐蚀性气体,叶轮、机壳等过流部件需选用耐蚀材料,如不锈钢、玻璃钢、或采用特种涂层。 爆炸危险性:输送氢气、煤气等易燃易爆气体,风机必须符合防爆标准。采用防爆电机,结构上消除可能产生火花的摩擦,轴承箱设置防静电接地,有时需采用氮气隔离密封等特殊密封形式。 纯度与清洁度:输送高纯氧气(O₂)时,必须彻底除油,所有零件需进行严格的脱脂清洗,防止油脂遇高压氧引发燃爆。材料也需选用与氧相容的(如铜合金、特定不锈钢)。 高温特性:输送工业炉烟气等高温气体(可达250℃以上),需考虑材料的热强度,轴承箱需配备有效的冷却系统(如水冷夹套),并合理处理机壳的热膨胀。引风机(如Y4-73型)就是专门针对高温烟气设计的。 安全性:对于有毒气体,密封的可靠性被提到最高级别,通常采用双端面机械密封碳环密封组合,并可能引入惰性气体作为阻塞密封介质,确保零泄漏。

因此,在为工业流程选配风机时,必须明确气体的完整组分、温度、压力、密度、湿度、腐蚀性及危险性,这些是风机正确选型和特殊化设计的基础。

五、风机常见故障与修理要点

风机在长期运行后会出现磨损、振动、性能下降等问题,及时的维护与修理是保障安全稳定运行的关键。

性能下降(风量、风压不足)原因:叶轮磨损(尤其是叶片进口和出口边缘)、积灰结垢;密封间隙因磨损过大导致内泄漏严重;进风口或管道堵塞。 修理:清除叶轮及流道积灰;对磨损的叶轮进行堆焊修补或更换叶片耐磨层(如粘贴陶瓷片);调整或更换迷宫密封齿片,恢复设计间隙。 振动超标原因:转子动平衡破坏(叶片不均匀磨损、粘附物脱落);轴承磨损或损坏;联轴器对中不良;地脚螺栓松动;转子部件(如叶轮锁紧盘)松动;发生喘振或旋转失速。 修理:这是最常见也最需谨慎处理的故障。首先停机检查紧固件。最关键的是对转子总成进行现场动平衡或拆下做动平衡校验。检查轴承游隙,更换磨损的轴瓦或滚动轴承。重新进行联轴器对中,确保径向和轴向偏差在允许范围内。 轴承温度过高原因:润滑油(脂)量不足、变质或牌号不对;轴承损坏(磨损、疲劳剥落);轴承箱冷却不良;安装不当导致预紧力过大或配合过紧。 修理:检查油位、油质,按规定换油。检查轴承箱的冷却水管路。拆卸检查轴承,更换损坏件,并确保正确的安装公差和游隙。 异常声响原因:旋转件与静止件摩擦(如叶轮与机壳);轴承异响;进入喘振工况;内部紧固件松动。 修理:停机盘车检查是否有摩擦点。结合振动分析,重点检查内部间隙和紧固情况。 泄漏气体泄漏:升级密封,如将普通迷宫密封更换为碳环密封润滑油泄漏:更换失效的油封,检查轴承箱呼吸器是否堵塞,确保箱内压力平衡。

修理通用流程:停机断电并挂牌→现场勘查与故障诊断→拆卸(记录各部配合标记与间隙)→清洗检查所有部件(重点:叶轮、主轴、轴承、密封)→更换或修复损坏件→精确装配(确保各部位间隙,如叶轮与进气口间隙)→对中→试车(先点动,后连续运行,监测振动、温度、电流)。

六、结论

离心通风机作为工业的“肺”,其稳定高效运行关乎整个生产系统的命脉。深入理解如9-19№12.8D这类型号背后的技术含义,是进行正确选型、安装和维护的前提。掌握风机核心配件如转子总成、轴承箱、联轴器、碳环密封等的结构与功能,是进行故障判断和针对性修理的基础。而在面对千差万别的工业气体输送任务时,充分考虑气体物性和安全要求,对风机进行必要的材质、结构和密封的特殊化设计,更是确保长期安全无事故运行的根本。

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