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输送特殊气体通风机:F9-19№18.5D离心风机(1次升级)解析

作者:王军(139-7298-9387)

关键词:离心通风机、F9-19№18.5D型号、风机配件风机修理、特殊气体输送、轴瓦碳环密封

一、离心通风机基础概述

离心通风机是工业领域的关键设备,其工作原理基于离心力作用:当叶轮高速旋转时,气体从轴向进入叶轮,在离心力作用下沿径向抛出,通过蜗壳收集后形成高压气流。风机的性能由风量、风压、功率和效率四大参数决定,其中风压与叶轮直径的平方成正比,风量与叶轮转速成正比,功率与风量和风压的乘积相关。

离心通风机的型号编码具有明确规范。以参考型号“9-19№16D”为例:“9-19”代表风机系列,其中“9”表示压力系数乘以10后的整数,“19”表示比转速;“№16D”中“16”指叶轮直径为160厘米,“D”表示风机采用悬臂支撑结构。类似地,“4-72-11”系列中“4”为压力系数,“72”为比转速,“11”代表单吸入口第一次设计。本文重点解析的F9-19№18.5D离心风机(1次升级) 是F系列高效风机的升级型号,其叶轮直径达185厘米,适用于特殊工业环境。

二、F9-19№18.5D离心风机(1次升级)深度解析

1. 型号意义与设计特点
F9-19№18.5D型号中,“F”表示防腐防爆设计,“9-19”为高压离心风机系列,其全压系数高达0.9,比转速19属于低比转速风机,适用于高风压、小流量的工况;“№18.5D”表示叶轮直径为185厘米,支撑方式为悬臂式。1次升级主要优化了叶轮材质与密封结构,叶轮采用钛合金涂层,耐受酸碱腐蚀;蜗壳内壁增加耐磨衬板,延长使用寿命。

该风机设计风压范围为8000–12000帕,风量可达每小时30000立方米,功率配置450千瓦,适用于输送混合工业碱性有毒气体。其气动性能通过叶片前向弯曲设计实现,叶片数量为12片,入口角为35度,出口角为145度,确保气体在叶轮内充分加速。

2. 特殊气体输送适应性
F9-19№18.5D风机专为有毒、腐蚀性气体设计,参考AI系列鼓风机的气体分类:

    碱性气体:如氨气(NH)、甲胺(CHNH)等,风机构件需耐碱腐蚀。叶轮采用镍基合金,防止气体与金属发生氢脆反应。 酸性气体:如硫化氢(HS)、氯气(Cl)等,风机流道内涂覆聚四氟乙烯(PTFE),避免酸性物质侵蚀。 有机溶剂气体:如苯(CH)、甲苯(CH)等,密封系统需防渗透,采用碳环密封与氮气吹扫组合技术。

风机在输送光气(COCl)、磷化氢(PH)等剧毒气体时,需满足防泄漏标准,密封压力不低于0.1兆帕。

三、风机核心配件技术解析

1. 风机主轴转子总成
主轴是风机的动力传输核心,F9-19№18.5D采用42CrMo合金钢锻造,调质处理后硬度达HRC35-40,轴肩处采用圆弧过渡设计,减少应力集中。转子总成包括叶轮主轴平衡盘,动平衡精度需符合G2.5级标准,残余不平衡量小于5克·毫米/千克。叶轮主轴通过过盈配合与键连接,配合公差为H7/k6,确保高速旋转下不移位。

2. 轴承轴瓦系统
风机轴承为滑动轴承轴瓦材质为锡青铜ZCuSn10P1,内表面浇注巴氏合金层,厚度0.5–1毫米。轴瓦主轴间隙计算公式为:
间隙值 = 主轴直径 × 0.001 + 0.05毫米
例如,主轴直径120毫米时,理论间隙为0.17毫米。润滑采用强制油循环系统,油压维持在0.2–0.4兆帕,油温不超过65摄氏度。

3. 密封系统:气封油封碳环密封

    气封:迷宫密封结构,齿片间距0.3毫米,防止气体逆向泄漏。 油封:骨架油封与氟橡胶组合,耐温范围-30℃至200℃。 碳环密封:升级版采用浸锑碳石墨环,摩擦系数低于0.15,适用于腐蚀性介质。密封间隙通过弹簧预紧力调节,压力值按公式 弹簧力 = 介质压力 × 密封面积 × 安全系数1.2 计算。

4. 轴承箱与辅助结构
轴承箱为铸铁HT250,内置冷却水夹套,换热面积1.5平方米。箱体与基础通过地脚螺栓固定,螺栓预紧力需满足 预紧力 = 1.5 × 工作载荷 的要求。

四、风机常见故障与修理方案

1. 叶轮磨损与动平衡失效
故障现象:风机振动加剧,噪声增大。
原因:气体含尘或腐蚀性颗粒导致叶片磨损,动平衡破坏。
修理方案

    磨损量小于3毫米时,采用堆焊修复,焊材与叶轮基材匹配(如不锈钢叶轮用A302焊条)。 磨损量大于3毫米时,更换叶轮并重新进行动平衡测试,残余不平衡量需小于80克·厘米。

2. 轴瓦烧蚀与主轴磨损
故障现象轴承温度超限,油液含金属屑。
原因:润滑不良或间隙不当导致干摩擦。
修理方案

    轻度烧蚀时刮研轴瓦,接触面积需大于85%。 主轴磨损采用镀铬修复,镀层厚度0.1–0.2毫米,修复后磨削至标准尺寸。

3. 密封泄漏
故障现象:气体外泄或油污渗漏。
原因碳环密封老化或弹簧预紧力不足。
修理方案

    更换碳环,密封面平面度需小于0.005毫米。 调整弹簧压缩量,压缩值按公式 弹簧压缩量 = 自由高度 × 20% 设定。

4. 轴承箱共振
故障现象:箱体周期性振动。
原因:地脚螺栓松动或基础刚度不足。
修理方案

    重新灌浆固定基础,水泥标号不低于C40。 加装减振垫,固有频率需远离风机工作频率(避开1.2倍转速频率)。

五、维护保养与安全规范

    日常检查:监测轴承温度(≤70℃)、振动速度(≤4.5毫米/秒)及油位高度。 定期保养:每运行3000小时更换润滑油,清洗滤油器;每6000小时检查叶轮裂纹。 安全要求:输送有毒气体时,风机房需配备气体浓度报警器,泄漏浓度不得高于职业接触限值(如HS限值10毫克/立方米)。

结语

F9-19№18.5D离心风机(1次升级)通过材料与结构优化,实现了特殊气体输送的高效性与安全性。深入理解其配件特性与故障机理,可显著提升风机寿命与运行稳定性。未来,随着智能监测技术的应用,离心风机将进一步向高可靠性、低维护成本方向发展。

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