高溫環境下，風機該如何選型？

在高溫環（huán）境下，風機的選型至關重要，如果選型不當（dāng），會導致風機壽命急（jí）劇縮短、效率下降（jiàng）、甚（shèn）至發生嚴重（chóng）故障。

以下（xià）是針對高溫環境下風機選型的詳細指南，涵蓋了關鍵考慮（lǜ）因素、選型步驟和常見問題。

一、核心原則（zé）：高（gāo）溫環境對風機的挑戰（zhàn）

高溫環（huán）境主要從以下幾個方麵影響風機：

材料性能下降：金屬材（cái）料（liào）在高溫下強度、硬度會下降，蠕變極限降低，可能導致（zhì）葉輪（lún）變形、軸斷裂。

潤滑係統挑戰：潤（rùn）滑油/脂在高溫（wēn）下容易氧化、變稀、流失，導致軸承（chéng）潤滑不良，磨損加劇。

熱膨脹問題：不同材料（liào）的熱膨（péng）脹係數不同，可能導（dǎo）致部件卡死、間隙（xì）變（biàn）小（如葉輪與機殼摩擦（cā））、對中失效。

電機過熱：環境溫度高，電機散熱困難（nán），容易因過（guò）熱而（ér）燒毀。

性能變（biàn）化：空氣密度隨溫度升高而降低，輸（shū）送相同質（zhì）量的氣體需（xū）要更大的體積流量，電機功率（lǜ）也會變化。

二、關鍵選型考慮因素

1. 確（què）定介（jiè）質溫度範圍

這是基礎的參（cān）數（shù）。不僅要了解ZUI高溫度，還要了解溫度波動範（fàn）圍和工作周期（qī）（是持續高溫還是間歇性（xìng）高溫）。

中低溫：80℃ ~ 200℃

中高溫（wēn）：200℃ ~ 400℃

超高溫：400℃ ~ 800℃ 甚至（zhì）更（gèng）高（如窯爐風機）

2. 材料選擇 (至關重要)

葉輪與機殼：

<200℃：普通碳鋼（如Q235）通常可以勝任。

200℃ ~ 400℃：需采用耐熱不鏽鋼，如（rú） SS304、SS316。它（tā）們具有（yǒu）更好的高溫強度和抗氧化性。

>400℃：必須采用高等級（jí）耐熱合金鋼，如 310S（0Cr25Ni20）。對於極（jí）高溫（wēn）度（如800℃以上），甚至需要考慮使用鎳基合金或在表（biǎo）麵做（zuò）耐熱塗層。

主軸：通常采用45#鋼或40Cr鋼調質處理（lǐ），保證其在高溫下的（de）強度和剛度。

軸承箱與冷（lěng）卻：

必須優先（xiān）選擇（zé）帶冷卻（què）結構（水冷或風冷）的軸承箱。

水（shuǐ）冷軸承箱（xiāng）：常見和有效的（de）方式，通過循環（huán）冷卻水帶走（zǒu）軸承（chéng）熱量，保（bǎo）證軸承溫度在允許範圍內。

風冷軸承箱：通過內部風扇或外部（bù）壓縮空氣進行冷卻，適用於溫度稍低的場合。

密封：采用耐高溫的密封材料，如石墨密封、氟橡膠（FKM/Viton，耐溫約200℃-250℃）或聚四氟乙烯（PTFE），防止熱量傳到軸承室並防止潤滑劑泄漏。

3. 冷卻方（fāng）式

軸承冷卻：如上（shàng）所述，水冷軸承箱是高溫風（fēng）機的標準配置。

電機選（xuǎn）擇：

必須選擇更高絕緣等級（jí）（如F級或H級）的電機，其允許（xǔ）的溫（wēn）升（shēng）更高（gāo）。

電機冷卻方式：普（pǔ）通風冷電機（TEFC）可能不夠（gòu），需要選擇：

強製風機冷卻（CACD）：電機自帶獨立冷（lěng）卻風機，保證在主（zhǔ）機風機低流量時電機也（yě）能得到充分冷（lěng）卻。

水冷電機：在極端環境下，電機外殼也可通（tōng）水冷卻。

電機安裝位置：盡量避免電（diàn）機直接處於熱（rè）輻（fú）射區域（yù），必要時可采用長軸連接（電機置於高溫區域外，通過長軸驅動風機）。

4. 性（xìng）能修正與電機功率

密（mì）度修正：高溫下氣體密度（ρ）顯（xiǎn）著降低。風機樣本上的性能曲線通常是在標準狀態（20℃, 空氣密度1.2 kg/m³）下給出的。

實際（jì）所需（xū）風量（liàng）：工藝要求的（de）質量流量（kg/h）不變，但因密度變小，實際需要（yào）的體積（jī）流量（m³/h）會增大。

實際所需全壓：風機（jī）全壓與密度成正比。高溫下所需的全壓（Pa）比標準狀（zhuàng）態下更（gèng）低。

實際所需軸功率：軸功率（lǜ）與密度成正比。因此（cǐ），在高溫（wēn）下驅動相同質量流量的氣體，所需的軸功率比標準狀態下更（gèng）低。

電機功率選擇：雖（suī）然高溫下所需軸功率（lǜ）降低，但必須選擇更大的電機（jī）功率裕量來應（yīng）對可能出現（xiàn）的異常工況，並確保電機本身在高溫環（huán）境（jìng）下不（bú）過載。通常裕量係數取 1.2 ~ 1.3 或更高。

5. 結構形式

離心風（fēng）機 vs. 軸流風機：離心風機（特別是後傾式）在高溫領域應用（yòng）更（gèng）廣泛，因其結構更堅固，更容易實（shí）現冷卻和密封。

傳動方式：常見的有（yǒu）：

D式傳動（dòng）：電機直聯，結構緊湊，但電機直接受熱。

C式/E式傳動：帶皮帶輪減速，電機可以偏離熱源安裝，通過調（diào）整皮帶輪速比（bǐ）來（lái）匹配風機轉速，更為（wéi）靈活，是高溫風機的常用形式。

三、選型（xíng）步驟總結

明確工藝參數（shù）：

輸送介質（是否是清潔空氣（qì）、含塵煙氣、腐蝕性氣體？）

介質溫度（ZUI高/ZUI低/正（zhèng）常）

所需質量流量（kg/h）或標準狀態體積流量（Nm³/h）

係統所需全壓（Pa）

安裝環境大氣壓

性能換算：

將（jiāng）質量流量（liàng）或標準狀態（tài）流量換算成實（shí）際工（gōng）作溫（wēn）度下的體積流量。

將係統所需（xū）全壓換算成標準狀態下的全壓（yā），以便（biàn）從樣本上選型。

初步選型：

根據換算後的流量和全壓，從風機樣本中選擇合適（shì）的型號和轉（zhuǎn）速（sù）。

材料與結構確認：

根據溫度確定葉輪（lún）、機（jī）殼材質（如（rú）304/316/310S）。

確認軸承冷卻方式（必須水冷）。

確認密封形式（耐高溫密封）。

確認傳動方式（直聯或皮帶傳動）。

電機選擇：

計（jì）算標準狀態下的軸功率。

根據（jù）軸功率和工況，選擇絕緣等級高（F/H級（jí））、帶有足夠冷卻（què）方式（如CACD）、功率有充足裕量的電機。

與供應商深度溝通：

將所有的工況信（xìn）息清晰地提供給風機供應商。

要求供應商提供高溫性能曲線和材料證明。

確認風（fēng）機（jī）的設計是否符合高溫應用標準。

四、常見錯（cuò）誤與注意事項

錯誤一：用普通風機代替高溫風機。這（zhè）是危險的做法，極易導致機毀人停的重大事故。

錯（cuò）誤二：隻關注風機主（zhǔ）體，忽（hū）視電機和軸承冷卻。電機燒毀和軸承損壞是高溫風機常見的故障。

錯誤三：不做性（xìng）能換算。直接按標準狀態選型會導（dǎo）致選出來的風機風量、壓力、功率全部（bù）錯誤。

安裝提醒：高溫風機的進出（chū）口管道應設置膨（péng）脹節（jiē），以吸收熱膨脹（zhàng）產生的應力。

總之，高溫風機（jī）選型是一個係統工程，核心是“材料、冷卻、性能修正”。務必選擇有經驗和資質的供應商，並提供詳盡準確（què）的（de）工況信息，以確保風（fēng）機能夠安全、可靠地運行。