离心通风机基础知识与应用解析：以9-16№6.7A型风机为例

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离心通风机基础知识与应用解析：以9-16№6.7A型风机为例

作者：王军（139-7298-9387）

关键词：离心通风机、9-16№6.7A型风机、风机配件、风机修理、工业气体输送、风机维护

一、离心通风机基本原理与型号体系

离心通风机是一种依靠旋转叶轮产生的离心力来输送气体的机械设备，广泛应用于工业通风、气体输送、环境控制等领域。其工作原理基于动能转换为压力能的物理过程：当叶轮高速旋转时，气体从轴向进入叶轮中心，在叶片作用下获得动能，随后被甩向叶轮外缘进入蜗壳，在蜗壳扩压段中气体速度降低，动能转换为静压能，最终从出口排出。

我国离心通风机型号采用统一的命名规则，通常由系列代号、机号和传动方式三部分组成。以“9-19№16D”为例：“9-19”表示该系列通风机的压力系数为0.9，比转数为19；“№16”表示风机叶轮直径为160厘米；“D”表示悬臂支承、联轴器传动方式。类似地，“4-72-11”型中“4”表示压力系数，“72”表示比转数，“11”表示设计序号；“G4-73”中的“G”表示锅炉用风机；“Y4-73”中的“Y”表示引风机。

二、9-16№6.7A型离心通风机详解

9-16№6.7A型离心通风机是一种中等压力、高流量特性的风机，专门设计用于工业气体输送和通风系统。其型号含义如下：

“9-16”表示该风机的压力系数为0.9，比转数为16。压力系数反映了风机产生压力的能力，比转数则是风机相似性准则中的重要参数，综合反映了风机的流量、压力和转速特性。“№6.7”表示风机叶轮直径为67厘米，这一尺寸决定了风机的基本结构和性能范围。“A”表示传动方式为电机直联传动，即风机叶轮直接安装在电机轴上，结构紧凑，传动效率高。

该型号风机的主要性能特点包括：

性能范围：在标准进气条件下（大气压力101325帕，温度20℃，相对湿度50%，空气密度1.2千克每立方米），该风机可提供中等压力（全压范围约2000-4000帕）和较大流量（可达每小时数万立方米），适用于多种工业场合。 结构特点：采用前弯或后弯叶片设计，叶轮通常由10-12片叶片组成，叶片型线经过优化，兼顾效率和噪音控制。机壳采用螺旋形蜗壳结构，有效将动压转换为静压。 材质选择：根据输送介质不同，可采用普通碳钢、不锈钢或特殊涂层处理，以适应不同工业环境。 应用领域：主要用于工业厂房通风、锅炉鼓风、气体输送、物料输送等场合，特别适合要求中等压力、大流量的系统。

三、离心通风机关键配件详解

风机的可靠运行离不开各配件的协同工作，以下对主要配件进行详细说明：

1. 风机主轴
主轴是传递扭矩、支撑旋转部件的核心零件。9-16№6.7A型风机的主轴通常采用45号优质碳素钢或40Cr合金钢制造，经调质处理获得良好的综合机械性能。主轴设计需考虑强度、刚度和临界转速，确保在运行范围内避开共振区域。主轴与叶轮的配合通常采用锥度配合加键连接，确保传递扭矩的同时便于拆卸维护。

2. 轴承与轴瓦
轴承是支撑主轴旋转的关键部件。小型离心通风机多采用滚动轴承，而大型风机（如№6.7及以上）常采用滑动轴承（轴瓦）。滑动轴承具有承载能力大、耐冲击、寿命长的优点。轴瓦材料通常为巴氏合金（锡基或铅基），具有良好的嵌入性和顺应性。轴承润滑系统包括润滑油站、冷却器和监测仪表，确保轴承在适宜温度下工作。

3. 风机转子总成
转子总成包括叶轮、主轴、平衡盘、联轴器半体等旋转部件的组合体。动平衡精度直接影响风机振动水平，一般要求达到国际标准化组织ISO 1940平衡等级G2.5或更高。叶轮作为转子的核心，其制造工艺包括下料、成型、焊接、热处理、动平衡和超速试验等多道工序。

4. 密封装置

气封：防止气体从高压侧向低压侧泄漏的装置，常见的有迷宫密封、蜂窝密封等。迷宫密封利用多次节流效应降低泄漏量，结构简单可靠。油封：防止润滑油泄漏的密封件，常用骨架油封或机械密封。 碳环密封：由多个碳环组成的浮动式密封，具有良好的自润滑性和耐高温性，特别适用于高速、高温场合。碳环密封通过弹簧提供初始压紧力，运行时靠介质压力实现自紧。

5. 轴承箱
轴承箱是容纳轴承、提供润滑和冷却的壳体部件。设计需考虑散热、油密封和振动传递等问题。大型风机的轴承箱通常带有水冷夹套或冷却盘管，控制轴承工作温度。

6. 联轴器
联轴器用于连接电机轴和风机主轴，传递扭矩并补偿一定的对中误差。9-16№6.7A型风机常采用弹性柱销联轴器或膜片联轴器。膜片联轴器通过多层不锈钢膜片传递扭矩，允许较大的轴向、径向和角向偏差，无需润滑，维护简便。

四、离心通风机常见故障与修理技术

风机在长期运行中会出现各种故障，及时诊断和修理是保证设备可靠性的关键。

1. 振动异常
振动是风机最常见的故障现象，主要原因包括：

动平衡破坏：叶片磨损、积灰或腐蚀导致质量分布不均。修理时需清理叶轮并重新进行动平衡校正。现场动平衡可采用三点法或影响系数法，平衡精度应达到残余不平衡量小于等于转子质量乘以许用偏心距。 对中不良：电机与风机轴线偏差过大。重新对中时应使用百分表或激光对中仪，确保径向偏差小于0.05毫米，角度偏差小于0.05毫米每100毫米。 轴承故障：磨损、疲劳剥落或间隙过大。更换轴承时需测量原始游隙，安装后检查游隙变化。滑动轴承的顶间隙一般按轴径的千分之一到千分之一点五控制，侧间隙为顶间隙的一半。 基础松动或共振：检查地脚螺栓紧固力矩，必要时进行基础加固。避开临界转速，确保工作转速不在临界转速的百分之七十到百分之一百三十范围内。

2. 性能下降
风量、风压不足可能由以下原因引起：

叶轮磨损：特别是输送含尘气体时，叶片进口和工作面磨损严重。可采用耐磨焊条堆焊或粘贴陶瓷片修复，修复后需重新平衡。 间隙增大：叶轮与进气口、蜗壳的径向间隙和轴向间隙因磨损而增大，导致内泄漏增加。应调整间隙至设计值，一般径向间隙为叶轮直径的千分之三到千分之五。 转速降低：皮带打滑或电压不足导致电机转速下降。检查皮带张紧力和电源电压。

3. 轴承温度过高

润滑不良：油量不足、油质劣化或油路堵塞。应定期检查油位，每运行2000-4000小时更换润滑油。滑动轴承的供油压力一般保持在0.08-0.12兆帕。 冷却不足：冷却水流量不足或冷却器结垢。清洗冷却器，确保冷却水流量达到设计值。 安装问题：轴承预紧力过大或对中不良导致附加载荷。重新调整轴承间隙和对中。

4. 异常噪音

气动噪音：涡流脱落或喘振引起。检查系统阻力，避免在小流量区运行。喘振是风机在低流量下出现的不稳定现象，应设置放空阀或回流阀，确保流量不低于最小流量。 机械噪音：部件松动或摩擦产生。紧固螺栓，检查各部件间隙。

修理工艺流程：现场检查→拆卸清洗→检测鉴定→制定修复方案→部件修复/更换→组装调试→性能测试。关键尺寸和配合需记录存档，作为下次检修的基准。

五、工业气体输送专用风机技术要点

输送工业气体的风机需根据气体特性进行特殊设计和选材，确保安全可靠运行。

1. 不同气体的特性与风机选型

空气：常规风机设计基准介质，密度1.2千克每立方米。输送其他气体时需进行性能换算，风机压力与气体密度成正比，轴功率与气体密度成正比。 工业烟气：高温（可达400℃以上）、含尘、腐蚀性。需选用耐热钢（如15CrMo）或表面喷涂耐热涂层，设置清灰装置，轴承采用强制润滑和良好冷却。 二氧化碳（CO₂）：密度约为空气的1.5倍，分子量44。风机压力需相应增大，密封要求高，防止泄漏。电机功率选择时需考虑密度增加的影响。 氮气（N₂）：惰性气体，密度略小于空气（0.97倍）。常规风机可适用，但需注意纯度要求高时密封材料的选择，避免油污染。 氧气（O₂）：强氧化性，忌油。所有与氧气接触的部件需彻底脱脂，采用铜基合金或不锈钢，禁用车用油脂，采用氟橡胶或聚四氟乙烯密封。 稀有气体（He、Ne、Ar）：通常纯度要求高，价值昂贵。密封系统需特别设计，采用双端面机械密封或磁力密封，泄漏率要求严格。 氢气（H₂）：密度极小（空气的1/14），极易泄漏，爆炸范围宽（4%-75%）。风机设计需重点关注：①加强密封，采用迷宫密封加氮气封锁组合；②防爆电机和电器，防爆等级不低于ExdⅡCT4；③消除静电，叶轮与轴导通电阻小于10⁶欧姆；④严格禁铜（氢脆现象）。 混合工业气体：需明确成分比例，计算平均分子量和爆炸极限。腐蚀性气体（如Cl₂、SO₂）需选用耐腐蚀材料（钛合金、哈氏合金或玻璃钢），并考虑温度对腐蚀速率的影响。

2. 密度换算公式
当气体密度改变时，风机性能按以下公式换算：
风量保持不变（立方米每小时）
风机全压变化等于密度比乘以原全压（帕）
轴功率变化等于密度比乘以原轴功率（千瓦）
密度比等于实际气体密度除以标准空气密度

例如，输送二氧化碳时密度比为1.5，若原风机全压3000帕，则实际全压可达4500帕，电机功率需相应增大。

3. 特殊密封要求
工业气体风机常采用组合密封：①主密封：碳环密封或干气密封，实现气体零泄漏；②隔离密封：氮气或惰性气体封锁，防止危险气体外泄；③辅助密封：迷宫密封，降低主密封压差。密封气压力一般比介质压力高0.05-0.1兆帕。

4. 安全防护措施

防爆设计：爆炸性环境选用防爆电机，外壳防护等级不低于IP55，接线盒符合防爆要求。 泄漏监测：设置气体探测器，浓度达到爆炸下限的20%时报警，40%时联锁停机。 防火措施：轴承温度监测，超温报警；油系统远离高温部件。 紧急处理：配备紧急切断阀和泄压装置，防止压力异常升高。

六、维护保养与优化运行

日常维护：①每小时记录振动、温度、压力参数；②检查油位、油质；③监听运行声音；④检查密封泄漏情况。

定期保养：①每月检查螺栓紧固度；②每季度清洗滤网、检查皮带；③每半年更换润滑油、检查密封磨损；④每年全面检查，测量关键间隙，进行性能测试。

状态监测技术：采用在线振动监测系统，分析频谱特征，早期预警故障。温度监测采用红外热像仪，发现局部过热点。性能监测通过流量、压力传感器计算效率下降趋势。

节能优化：①根据实际需求调节风量，采用变频调速比节流调节节能30%以上；②减少系统阻力，优化管道布局；③提高密封效果，减少内泄漏；④定期清洗叶轮，维持原始效率。

七、结论

离心通风机作为工业生产中的重要设备，其正确选型、合理使用和科学维护至关重要。9-16№6.7A型风机作为中等压力大流量风机的代表，在工业气体输送领域有着广泛应用。深入理解风机型号含义、掌握关键配件特性、熟悉常见故障处理方法、了解不同气体的输送要求，是风机技术人员必备的专业素养。

随着智能制造和绿色制造的发展，风机技术正朝着高效化、低噪音、智能化方向发展。新材料（如复合材料叶轮）、新工艺（3D打印复杂流道）、新技术（智能故障诊断）不断涌现，为风机行业注入新的活力。作为风机技术人员，我们应不断学习新知识，积累实践经验，为企业设备的可靠运行和节能降耗贡献力量。

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