化铁炉（冲天炉）鼓风机HTD35-12风机性能、配件及修理解析

作者：王军（139-7298-9387）

关键词：HTD35-12离心风机、化铁炉鼓风机、风机性能、风机配件、风机修理、离心风机基础知识

引言

在铸造行业，化铁炉（又称冲天炉）是熔炼铁水的心脏设备，而为其提供稳定、高压空气的鼓风机则是这颗心脏高效搏动的关键保障。在众多类型的风机中，离心风机因其结构紧凑、效率较高、输出压力稳定等特点，成为化铁炉鼓风的首选。本文将围绕离心风机的基础知识展开，并重点针对HTD35-12这一特定型号的风机，深入解析其性能参数、核心配件构成以及常见的故障与修理维护要点，旨在为一线技术人员和设备管理人员提供实用的参考。

第一章 离心风机基础知识概述

离心风机，顾名思义，其工作原理依赖于叶轮高速旋转产生的离心力。它的基本工作流程如下：

进气： 气体沿轴向进入风机蜗壳内的叶轮中心。 加速与增压： 高速旋转的叶轮叶片驱使气体随之旋转，并在强大的离心力作用下，气体被从叶轮中心甩向边缘，在此过程中，气体的动能和压力能均得到显著增加。 集流与排出： 被甩出的高速气体进入截面逐渐扩大的蜗形机壳（蜗壳）。在蜗壳中，气体的部分动能进一步转化为静压能，最后以较高的压力从出口排出。

衡量一台离心风机性能的核心参数主要有以下几个：

风量（Q）： 单位时间内风机输送气体的体积，常用单位为立方米每分钟（m³/min）或立方米每小时（m³/h）。它是风机输送能力的最直接体现。 风压（P）： 风机所产生的全压，即气体在风机出口截面与进口截面上的总能量之差。常用单位为帕（Pa）或毫米水柱（mmH₂O），1 mmH₂O ≈ 9.8 Pa。它代表了风机克服管网阻力的能力。 轴功率（N）： 风机单位时间内消耗的功（不计机械损失），即由原动机（如电机）输入到风机主轴上的功率，单位通常为千瓦（kW）。 效率（η）： 风机的空气功率（有效功率）与轴功率之比。效率是评价风机经济性的重要指标，效率越高，意味着将输入电能转化为风能的有效程度越高。其计算公式为：效率等于（风量乘以风压）除以（六千一百二十乘以轴功率）再乘以百分之一百（η = (Q * P) / (6120 * N) * 100%），其中系数6120是单位换算后的常数。 转速（n）： 风机叶轮每分钟旋转的圈数，单位是转每分钟（r/min）。风机的性能参数（风量、风压、功率）都与转速有着密切的关联。

第二章 HTD35-12风机型号释义与性能深度解析

参照HTD50-13的型号规则，我们可以对HTD35-12进行准确的解读：

“HTD”： 代表“化铁炉风机”的拼音首字母缩写，明确指出了该风机的专有应用领域。 “35”： 代表该风机在特定设计工况下的额定流量为35标立方米/分钟。这是选型的核心参数之一，需与化铁炉的熔化率相匹配。 “-12”： 这是一个组合代码，需要拆解理解。
“-1”： 通常代表风机采用单级叶轮结构。单级风机结构相对简单，维护方便，能满足中高压力的需求。 “2”： 代表这是该系列的第二次设计或第二次改型。相较于初始设计，可能在叶型、通道结构或材料上进行过优化，以提升效率或可靠性。

结合提供的参考参数，我们对HTD35-12的性能进行深入分析：

化铁量匹配： 其额定风量35 m³/min是为匹配2吨/小时的化铁炉而设计的。风量是保证炉内焦炭充分燃烧、达到所需熔化温度的决定性因素。风量过小，熔化率不足，铁水温度低；风量过大，则可能吹冷炉膛，增加铁水氧化和焦耗。 风压能力： 1200毫米水柱（约11760 Pa）的风压是一个较高的压力值。这表明HTD35-12是一款高压离心风机。高风压用于克服化铁炉炉料的阻力（包括底焦、层焦、金属料的阻力），确保将空气有效地鼓入炉膛中心，实现“穿透性”送风。这是离心风机优于一般罗茨风机在特定高压工况下的特点。 功率配置： 风机轴功率为11千瓦，这意味着风机主轴至少需要11kW的功率输入来驱动。选配的电机功率为15kW，型号为Y160M2-2（这是一台2极、机座号为160M的中型异步电机）。电机的功率储备系数（15/11≈1.36）是必要的，它考虑了可能的电压波动、工况轻微波动以及安全余量，防止电机过载运行。 转速特性： 主轴转速5600转/分是一个非常高的转速。高转速是离心风机获得高风压的关键手段（风压与转速的平方成正比）。这也对转子的动平衡精度、轴承的选型及润滑提出了极高的要求。 性能曲线理解： 虽然本文不输出图表，但技术人员必须在脑海中建立风机性能曲线的概念。HTD35-12在5600rpm的转速下，有一条特定的“风压-风量”曲线（PQ曲线）。这条曲线呈下降趋势，即风量增大时，风压会降低。风机实际的工作点，是这条PQ曲线与化铁炉管网阻力曲线的交点。任何对管网的操作（如调节风门）都会改变管网阻力曲线，从而改变风机的工作点。风机应尽可能在高效区内运行，即额定点（35m³/min, 1200mmH₂O）附近。

第三章 风机核心配件解析

一台HTD35-12风机由数百个零件组成，但其核心配件决定了风机的性能和寿命。

叶轮： 这是风机的心脏，是能量转换的核心部件。HTD35-12作为高压风机，其叶轮通常采用前向或多翼式叶片。这种叶型在相同转速下能产生更高的压力，但效率曲线相对陡峭。叶轮材质多为高强度铸铁（如QT500-7）或优质碳钢焊接而成，以保证在高转速下的结构强度和抗疲劳性能。叶轮的制造关键在于动平衡校正，任何微小的不平衡量在5600rpm下都会被放大，引起剧烈振动，导致轴承和机械密封的快速损坏。 主轴： 承担传递扭矩和支撑叶轮的重任。采用高强度合金钢（如40Cr）经调质处理制成，具有高强度和韧性。其加工精度要求极高，特别是与轴承、叶轮配合的轴颈部位，其尺寸公差、形位公差和表面粗糙度都必须严格保证。 蜗壳： 又称机壳，作用是收集从叶轮出来的气体，并将其动能有效地转化为静压能，最后引导至出口。HTD35-12的蜗壳通常采用铸铁铸造，具有足够的刚性和耐压性。其蜗舌的形状和与叶轮的间隙对风机效率和噪声有显著影响。 轴承与轴承座： 由于转速极高，通常选用高精度、高转速的滚动轴承，如深沟球轴承或角接触球轴承，并采用油脂或润滑油润滑。轴承座必须有良好的散热设计和可靠的密封结构，防止润滑油泄漏和杂质侵入。 密封装置： 主要用于防止蜗壳内的高压气体沿主轴泄漏。常见形式有迷宫密封（非接触式，可靠性高，允许极少量泄漏）和机械密封（接触式，密封效果好，但对安装和维护要求高）。HTD35-12可能采用两者结合的形式。 联轴器： 连接电机轴与风机轴，传递扭矩。高转速风机常选用梅花形联轴器或膜片式联轴器，它们具有良好的挠性，能补偿两轴间的少量不对中，并缓冲减振。 底座： 支撑整个风机机体和电机，通常由型钢焊接而成，必须有足够的质量和刚性，以抑制运行时的振动。

第四章 风机常见故障与修理维护指南

掌握正确的维护和修理方法是保障风机长周期稳定运行的关键。

一、日常维护与巡检

振动与噪声监测： 每日用简易测振仪或凭经验监听，记录振动和噪声水平。突然的变化往往是故障的先兆。 温度监测： 用手持式红外测温枪定期检查轴承座温度，通常不应超过环境温度+70℃。 润滑管理： 严格按照说明书周期和要求更换或添加指定牌号的润滑脂/润滑油。油脂过多或过少都会引起轴承温升。 紧固检查： 定期检查地脚螺栓、联轴器螺栓等关键连接部位的紧固情况。

二、常见故障分析与修理

故障现象：振动超标
原因分析：
转子不平衡（最常见）： 叶轮磨损、粘附污垢（结垢）或局部腐蚀导致质量分布不均。 对中不良： 电机与风机主轴中心线偏差过大。 轴承损坏： 磨损、点蚀、间隙过大。 地脚螺栓松动： 基础刚性不足。 叶轮与主轴配合松动。
修理方案：
停机处理。 首先检查并紧固所有地脚螺栓。 重新校正对中。 使用百分表或激光对中仪精细调整电机与风机的同轴度。 清理叶轮。 若因结垢导致不平衡，需彻底清洗并恢复叶轮清洁状态。 动平衡校正。 这是解决不平衡振动的根本方法。需将叶轮送至动平衡机上进行现场或离机动平衡，直至剩余不平衡量达到标准（如G2.5级）要求。 更换轴承。 若判断为轴承问题，需使用专用工具拆卸旧轴承，清洗轴承座，压装新轴承并注入适量新脂。
故障现象：轴承温度过高
原因分析：
润滑不良： 油脂过多、过少、变质或牌号不对。 冷却不良： 轴承座冷却水管道堵塞（如有）或环境温度过高。 安装不当： 轴承安装歪斜，预紧力过大。 轴承本身质量问题或已达到寿命。
修理方案：
检查润滑情况，按规定重新加注。 疏通冷却管路。 检查轴承安装情况，重新调整。 若上述无效，更换新轴承。
故障现象：风量或风压不足
原因分析：
转速降低： 电机故障、皮带打滑（若为皮带传动）、电压过低。 管网阻力增加： 阀门未全开、管道堵塞、过滤器脏堵。 叶轮磨损： 特别是叶片顶端磨损，导致叶轮与机壳间隙过大，内泄漏严重。 密封泄漏： ***轴封***磨损严重，大量气体泄漏。
修理方案：
检查电机和电源，确保转速正常。 检查并清理管网系统，确保畅通。 检查叶轮间隙，若磨损超差，需对叶轮进行修复或更换。修复后可重新做动平衡。 更换失效的密封件。
故障现象：异常噪声
原因分析：
轴承异响： 损坏的轴承会发出“哗啦”或“咯噔”声。 摩擦声： 叶轮与蜗壳摩擦，发出刺耳的刮擦声。 气流声： 进口滤网堵塞导致进气不畅产生啸叫，或系统调节不当导致喘振（周期性低沉吼声）。
修理方案：
针对轴承异响，更换轴承。 针对摩擦声，停机检查摩擦部位，调整间隙。 清理进口滤网，调整运行工况，避开喘振区。

三、大修注意事项

风机运行一定周期后（如1-2年），应进行计划性大修。内容包括：全面解体清洗、检查所有零部件、更换全部轴承和密封件、校正转子动平衡、重新喷漆防腐等。大修后应如同新机一样进行试运行和性能检测。

结语

HTD35-12作为一款专为2吨/小时化铁炉设计的高压离心风机，其高性能的实现依赖于精确的设计、优质的配件和科学的维护。深入理解其工作原理和性能特点，熟练掌握其核心配件的维护与故障修理技术，是保障铸造生产线稳定、高效、节能运行的重要环节。希望本文能为广大风机技术同仁提供有益的借鉴和帮助。

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