离心通风机基础与技术应用详解:以9-26№16.5D型风机为例

作者：王军（139-7298-9387）

关键词：离心通风机；9-26№16.5D；风机配件；风机修理；工业气体输送；风机维护；气体输送技术

一、离心通风机基本工作原理与型号体系

通风机作为工业领域的“肺脏”，承担着气体输送、通风换气、工艺气体处理等关键职能。离心通风机依靠叶轮高速旋转产生的离心力，将机械能转化为气体动能和压力能，实现气体的定向输送。其工作原理基于牛顿第二定律和流体力学中的能量守恒原理：当叶轮旋转时，气体被吸入叶轮中心，在叶片作用下获得动能和静压能，随后沿径向被甩向蜗壳，经扩压段进一步将动能转化为静压能后排出。

我国离心通风机型号命名遵循统一规范，通常包含系列代号、机号及传动方式等信息。如“9-19№16D”中，“9-19”为系列通风机，“№16D”表示叶轮直径160厘米、悬臂支承、D式传动。类似地，“4-72-11”型、“9-28”型、“G4-73”型和“Y4-73”型等系列通风机各有其设计特点和应用范围。其中“G”表示锅炉用通风机，“Y”表示引风机，专为高温烟气等特殊工况设计。

二、9-26№16.5D型离心通风机详解

2.1 型号解析与技术特性

9-26№16.5D型离心通风机是一种高压离心通风机，广泛应用于电力、冶金、化工等行业的高压气体输送系统。型号中各部分含义如下：

该型通风机通常采用后向叶片叶轮设计，效率较高，工作区间较宽。其性能曲线具有陡降特性，即流量变化时压力变化明显，适合系统阻力波动较大的场合。全压效率通常可达82%-85%，进口可配备进气箱或调节门，以适应不同工况需求。

2.2 主要性能参数与选型要点

9-26№16.5D型通风机在标准进气状态（大气压力101325帕，温度20摄氏度，相对湿度50%，空气密度1.2千克每立方米）下的典型性能范围如下：

通风机选型时需严格计算系统所需流量和压力，并考虑气体密度、温度、含尘量等实际工况条件。对于非标况气体，需按密度修正公式进行性能换算：实际所需功率等于标准状态功率乘以实际密度除以标准密度。同时应预留10%-15%的安全裕量，但避免过大导致运行效率降低。

三、通风机关键配件详解

离心通风机的高效稳定运行离不开各配件的协同工作，以下对9-26№16.5D型通风机的主要配件进行详细说明。

3.1 核心旋转部件

风机主轴：作为通风机的“脊梁”，主轴承受着扭矩、弯矩和复合载荷。9-26№16.5D型通风机主轴通常采用42CrMo或40CrNiMoA等高强度合金钢锻造，调质处理后硬度达到HB240-280，具有优良的综合力学性能。主轴的直线度误差需控制在0.02毫米每米以内，轴承处轴颈的圆柱度误差不超过0.01毫米，表面粗糙度Ra≤0.8微米。主轴上各台阶处需有适当的圆角过渡，以减小应力集中。

风机转子总成：由叶轮、主轴、平衡盘、联轴器等组成的旋转组件。组装前需对每个部件进行静平衡校验，组装后进行整体动平衡。按照国际标准ISO 1940，这类通风机转子通常要求达到G2.5平衡等级，即平衡精度为2.5毫米每秒。对于9-26№16.5D这样的大型通风机，残余不平衡量通常控制在200-500克毫米范围内。

风机叶轮：9-26系列采用后向叶片设计，叶片数为12-16片，叶片出口安装角通常在40-50度之间。叶轮材质根据输送介质可选择Q235A普通碳钢、16Mn低合金钢或0Cr18Ni9不锈钢。叶轮与主轴的连接多采用过盈配合加键连接，过盈量通常为轴径的0.08%-0.12%。叶轮焊缝需进行100%探伤检查，确保无裂纹、未熔合等缺陷。

3.2 支承与密封系统

风机轴承与轴瓦：9-26№16.5D型通风机通常采用双支承结构，使用滑动轴承或滚动轴承。滑动轴承多采用巴氏合金（锡基或铅基）轴瓦，接触角为60-90度，轴瓦与轴颈的配合间隙为轴颈直径的0.1%-0.15%。滚动轴承则多选用双列向心球面滚子轴承（如SKF 222系列），能同时承受径向和轴向载荷，并允许一定的对中误差。轴承润滑至关重要，滑动轴承采用强制润滑油系统，油压通常维持在0.1-0.15兆帕，进油温度控制在35-45摄氏度之间。

轴承箱：作为轴承的支撑和润滑系统载体，轴承箱需有足够的刚度和散热能力。箱体通常采用HT250铸铁铸造，内设油槽、回油孔和观察窗。对于高速通风机，轴承箱还需考虑油雾密封和温度监测装置的安装接口。

密封装置：包括气封和油封两类。气封用于防止气体泄漏，在9-26№16.5D型通风机中多采用迷宫密封，密封间隙通常为0.3-0.5毫米。对于特殊气体，可采用碳环密封，利用石墨环的自润滑性和耐温性实现紧密密封。油封则用于防止润滑油泄漏，常用骨架油唇形密封或机械密封。机械密封的端面比压需控制在0.3-0.6兆帕，以保证密封效果和合理磨损。

3.3 连接与传动部件

联轴器：9-26№16.5D型通风机多采用弹性柱销联轴器或膜片联轴器。弹性柱销联轴器结构简单，能补偿0.3-0.5毫米的径向偏差和2-3度的角向偏差。膜片联轴器则能承受更大的不对中，且无需润滑和维护。联轴器对中要求严格，径向偏差不超过0.05毫米，角向偏差不超过0.05度每100毫米。联轴器护罩必须牢固安装，确保运行安全。

四、通风机维修与故障处理

通风机的定期维护和及时修理是保障其长期稳定运行的关键。以下结合9-26№16.5D型通风机的特点，介绍主要维修内容和方法。

4.1 常规维护项目

日常维护包括：每日检查轴承温度（滑动轴承不超过65摄氏度，滚动轴承不超过70摄氏度）；检查振动值（轴承处振动速度有效值不超过4.5毫米每秒）；监听运行声音；检查润滑油位和质量；检查密封状况等。每月需检查联轴器对中情况，清理进气滤网。每半年应抽取润滑油样进行理化分析，预测轴承磨损趋势。

4.2 常见故障诊断与处理

振动超标：是离心通风机最常见的故障。可能原因包括：转子不平衡、对中不良、轴承损坏、基础松动或共振。诊断时需测量振动频率：若振动频率等于转速频率，多为不平衡问题；若为转速频率的2倍，可能为对中问题；高频振动则可能为轴承故障。处理时需针对性进行动平衡校正、重新对中或更换轴承。

轴承温度过高：可能原因包括：润滑油不足或污染、轴承预紧力过大、冷却不足或轴承本身损坏。处理时首先检查油位和油质，必要时更换润滑油；检查冷却水系统（如有）；调整轴承游隙；如仍无效则需更换轴承。

风量风压不足：可能原因包括：转速降低、进气滤网堵塞、叶轮磨损或积灰、密封间隙过大。需检查电机转速和电压；清理滤网和叶轮；测量并调整密封间隙至规定值。

异常噪音：不同噪音特征对应不同故障：周期性撞击声可能为叶片与异物碰撞；连续摩擦声可能为密封件接触；高频啸叫声可能为气体涡流。需停机检查相应部位。

4.3 大修内容与技术要求

离心通风机每运行2-3年或24000小时应进行大修，主要内容包括：

五、工业气体输送专用通风机技术要点

离心通风机在工业领域不仅输送空气，还广泛输送各种工业气体，包括工业烟气、二氧化碳CO₂、氮气N₂、氧气O₂、氦气He、氖气Ne、氩气Ar、氢气H₂及各种混合工业气体。输送不同气体时，通风机的设计和选型需考虑以下特殊因素。

5.1 气体物性对通风机性能的影响

气体密度：通风机的压力与气体密度成正比，功率与气体密度成正比。例如输送密度为0.0899千克每立方米的氢气时，相同转速下产生的压力仅为输送空气时的7.5%，所需功率也相应降低。选型时必须按实际气体密度进行性能换算。

气体压缩性：对于高压比通风机（压比大于1.03），需考虑气体可压缩性。实际温升计算公式为：温升等于进气绝对温度乘以压力比的零点二八五次方减一除以通风机效率。

腐蚀性与毒性：输送腐蚀性气体如氯气、二氧化硫时，通风机过流部件需采用耐腐蚀材料如钛合金、哈氏合金或内衬防腐涂层。输送有毒气体时密封要求更高，通常采用双端面机械密封加氮气阻封。

爆炸危险性：输送氢气、一氧化碳等易燃易爆气体时，通风机需符合防爆要求：采用防爆电机；消除可能产生火花的部件；叶轮与机壳采用有色金属碰撞时不产生火花的材料；轴承温度监测和报警系统必须可靠。

5.2 特殊气体输送通风机设计要点

氧气通风机：氧气的强氧化性要求所有过流部件严格去油脱脂，通常采用不锈钢材质。润滑油不得与氧气接触，需采用迷宫密封加氮气隔离。运行中需严格控制温升，防止局部过热引发危险。

氢气通风机：氢气的低密度和高渗透性对密封提出极高要求。通常采用干气密封或磁力传动，完全消除泄漏。叶轮设计需考虑高转速下的强度，多采用高强度铝合金或钛合金。

高温烟气通风机：如Y4-73型引风机，输送气体温度可达250-450摄氏度。需考虑材料热强度下降和热膨胀问题。主轴轴承通常采用水冷结构，壳体设膨胀节。高温下气体密度降低，实际性能需按温度修正。

含尘气体通风机：输送含尘气体时需考虑磨损问题。叶片前缘可加焊耐磨合金或粘贴陶瓷片；壳体易磨损部位设耐磨衬板；定期检查叶轮磨损情况，及时修补或更换。

5.3 工业气体通风机的安全运行管理

输送工业气体的通风机必须建立专门的安全操作规程：

六、通风机节能与智能化发展趋势

随着“双碳”目标的推进和智能制造的发展，离心通风机技术正朝着高效节能和智能化方向快速发展。

6.1 节能技术应用

高效叶轮设计：采用三元流理论和计算流体力学优化叶片型线，减少流动损失。9-26系列新型号全压效率已从传统的82%提升至86%以上。

变转速调节：变频调速替代进口导叶或出口挡板调节，可降低部分负荷下的能耗30%-50%。对于9-26№16.5D这样的大功率通风机，年节电量可达数十万度。

系统优化：将通风机与管网系统综合考虑，减少不必要的管路阻力，合理匹配通风机工作点与最高效率区。

6.2 智能化技术

状态监测与故障预测：安装振动、温度、压力等多参数传感器，基于大数据和人工智能算法实现故障早期预警和预测性维护。

智能控制：根据工艺需求自动调整通风机运行参数，实现最优控制和能效管理。

数字化双胞胎：建立通风机的数字孪生模型，在虚拟空间中模拟运行状态，优化操作和维护策略。

结语

离心通风机作为工业体系中的重要设备，其正确选型、合理使用和科学维护直接关系到生产系统的安全稳定和能源消耗。9-26№16.5D型高压离心通风机以其较高的效率和可靠性，在众多工业领域发挥着重要作用。随着新材料、新工艺和智能化技术的发展，通风机的性能将进一步提升，应用领域也将不断拓展。作为风机技术人员，我们应不断更新知识，掌握新技术，为我国工业装备的技术进步贡献力量。