冶炼高炉离心鼓风机技术解析：以D1664-2.62型号为核心

作者：王军（139-7298-9387）

关键词：冶炼高炉风机、D1664-2.62、多级增速离心鼓风机、风机配件、风机修理、轴瓦、转子总成、气封

引言

在现代化钢铁冶炼工艺中，高炉是生产的核心设备，而高炉鼓风机则被喻为高炉的“心脏”。它为高炉冶炼过程提供持续、稳定且高压的助燃空气（冷风），是保证高炉顺行、实现高产、优质、低耗及长寿的关键。在众多类型的鼓风机中，离心式鼓风机，特别是多级增速型，因其效率高、运行稳定、流量和压力范围广等优势，在大型高炉上得到了广泛应用。本人王军，长期从事风机技术工作，现以D1664-2.62这一典型型号为例，对冶炼高炉专用多级增速离心鼓风机的基础知识、型号含义、核心配件及修理要点进行系统性的解析。

一、 冶炼高炉风机概述及型号体系

冶炼高炉风机并非通用设备，它根据高炉的特定工况（如巨大的送风量、较高的出口压力、连续长周期运行等）进行专门设计。其家族主要包括以下几个系列：

“D”型系列：即多级增速鼓风机。它通过叶轮串联和多级齿轮增速相结合的方式，实现在较紧凑的结构下达到高风压和大风量的输出，是目前大型高炉的主流选择。 “AII”型系列：单级双支撑离心冶炼高炉风机。结构相对简单，适用于风压要求稍低的中小型高炉。 “C”型系列：多级离心输送空气风机（非增速型），依靠多个叶轮直接串联，体积相对庞大。 “S”型系列：单级增速双支撑输送空气风机，适用于特定工况。 “AI”型系列：单级悬臂输送空气风机，结构更为简单，常用于辅助系统。

这些风机不仅能够输送空气，经过特殊设计和材料选择后，还可用于输送二氧化碳(CO₂)、氮气(N₂)、氧气(O₂)、氦气(He)、氖气(Ne)、氩气(Ar)、氢气(H₂)及其他无毒工业气体，展现了其广泛的适应性。

二、 风机型号D1664-2.62的深度解析

参照提供的型号解释规则，我们对D1664-2.62进行逐项分解：

“D”：此为首字母，明确标识了该风机属于“冶炼高炉专用风机”中的“D系列多级增速鼓风机”。这决定了其基本结构形式和工作原理—通过增速齿轮箱提高主轴转速，带动多个离心叶轮串联工作，从而逐级提升气体压力。 “1664”：这组数字代表了风机在标准进口状态（通常指进口压力为1个标准大气压，温度20℃，相对湿度50%）下的额定输送能力，即输送空气的流量为每分钟1664立方米。这是一个非常关键的参数，直接对应了高炉的容积和冶炼强度。每分钟1664立方米的送风量，足以满足一座中大型高炉的燃烧需求，确保了炉内焦炭的充分燃烧和还原反应的顺利进行。 “-2.62”：此部分定义了风机的压力性能。其含义是，当风机进风口压力为1个标准大气压时，风机出风口所能达到的绝对压力为2.62个大气压。这意味着风机为克服高炉料柱阻力、送风系统管道阻力等而提供的有效压力增量（即升压）为：出口绝对压力减去进口绝对压力，即2.62 - 1 = 1.62个大气压。换算成常用压力单位千帕(kPa)，约为164 kPa。这个压力值保证了冷风能够穿透深厚的高炉料柱，均匀地到达炉缸中心，实现炉况的稳定。

综上所述，D1664-2.62型号完整描述了一台专为冶炼高炉设计的、多级增速式离心鼓风机，其额定流量为1664 m³/min，能够在标准进气条件下将气体压力从1个大气压提升至2.62个大气压。这台风机的能力，是匹配特定高炉工艺参数的结晶。

三、 风机核心配件解析

一台高性能的D系列鼓风机，是其精密配件协同工作的结果。以下对关键配件进行技术说明：

1. 转子总成
转子总成是风机的“心脏”，是高速旋转的核心部件。它并非单一零件，而是一个精密组装体，主要包括：

主轴：采用高强度合金钢锻造而成，经过精密加工和动平衡校正，负责传递巨大的扭矩。 多级叶轮：通常由高强度铝合金或钛合金精密铸造或铣制而成。每个叶轮上都带有后弯式叶片，其空气动力学型线直接决定了级效率和压比。叶轮以过盈配合或键连接的方式固定在主轴上，各级叶轮之间设有隔套定位。 平衡盘：安装在转子的高压端，利用其两侧的压力差产生一个与轴向推力方向相反的平衡力，用以抵消大部分由于叶轮前后盖板压力不均产生的轴向推力，保护推力轴承。 联轴器：连接风机主轴与齿轮箱输出轴，传递动力。

转子总成的制造和装配精度要求极高，最终必须进行高速动平衡试验，确保在工作转速下振动值在允许范围内，这是风机平稳运行的先决条件。

2. 轴承与轴瓦
D系列高速风机普遍采用滑动轴承，即轴瓦，而非滚动轴承。这是因为滑动轴承更适应高转速、重载荷的工况，具有更好的阻尼特性和寿命。

径向轴瓦：支撑转子重量，保持转子径向定位。通常为剖分式，内表面浇铸有巴氏合金层。巴氏合金质地软、顺应性好、嵌入性好，能保护轴颈免受损伤。瓦壳与轴承座之间采用球面支撑，可实现微调自位，保证瓦块与轴颈的良好接触。 推力轴瓦：承受转子剩余的轴向推力，确定转子的轴向位置。分为主推力瓦和副推力瓦，分别承受正反两个方向的轴向力。其工作面也浇铸有巴氏合金。

轴瓦的运行依赖于一套可靠的润滑油系统，油膜的形成是其正常工作的关键。油膜的承载力计算公式可以简化为：承载力与润滑油粘度、转速和轴承宽度的乘积成正比，与润滑油膜厚度的平方成反比。这表明，合适的油品粘度、足够的供油压力和流量至关重要。

3. 气封
气封（或称密封）系统是保证风机效率和安全的重要部件，其主要作用是防止高压气体从转子和静子之间的间隙泄漏。

级间密封和轴端密封：通常采用迷宫密封。它由一系列环形的金属密封齿和转轴上的密封槽构成。气体每通过一个齿隙都会产生一次节流和膨胀，压力能转化为热能，使得通过密封的气体流量大大减少。迷宫密封是非接触式密封，可靠性高，但存在一定的允许泄漏量。 更先进的密封形式：对于有特殊工艺气体（如氧气、氢气）或要求零泄漏的场合，会采用干气密封、浮环密封等更复杂的密封形式。

除了以上三大核心部件，风机本体还包括机壳（通常为水平剖分式，便于检修）、增速齿轮箱（将电机转速提升至风机工作转速）、进口导叶调节机构（用于调节风量和压力）以及润滑油系统、控制系统等辅助系统，它们共同构成了一个完整的风机机组。

四、 风机常见故障与修理解析

风机在长期运行后，难免会出现性能下降或故障。科学的修理是恢复其性能、延长寿命的保障。

1. 转子总成的检修

常见问题：动平衡失效（振动超标）、叶轮磨损/腐蚀/积垢、叶轮裂纹、主轴弯曲或磨损。 修理流程：
拆卸与清理：将转子总成从机壳中吊出，使用化学清洗或喷砂方式彻底清除叶轮流道和表面的结垢、油污。 无损检测：对所有叶轮、主轴、平衡盘进行磁粉探伤（MT）或超声波探伤（UT），检查是否存在表面或内部裂纹。特别是叶轮叶片根部、铆钉孔等应力集中区域。 尺寸精度检查：测量主轴各轴颈的圆柱度、跳动量；测量叶轮口环、气封处的直径磨损量。 修复与更换：对于轻微磨损的轴颈，可采用镀铬后磨削修复。叶轮若存在不可修复的裂纹或严重磨损，必须更换新件。对于结垢导致的性能下降，彻底清理后性能可大部分恢复。 动平衡校正：这是修理中最关键的步骤。必须在高精度动平衡机上进行。先进行低速静平衡，再进行高速动平衡，确保在工作转速下（或至少在一阶临界转速的1.3倍以上）的剩余不平衡量符合国际标准IS 1940的G2.5或更高等级要求。

2. 轴承与轴瓦的检修

常见问题：巴氏合金层磨损、剥落、烧熔（抱瓦）、接触不良。 修理流程：
检查：检查轴瓦巴氏合金层与轴颈的接触印痕，应均匀分布在瓦块中心区域，接触角通常在60°-90°。测量瓦块厚度、油隙（顶隙和侧隙）。 刮研：如果接触不良，需要由经验丰富的钳工进行手工刮研，使接触点达到每平方厘米2-3点，并保证要求的油隙。刮研的目的是为了形成理想的油楔，利于油膜形成。 重新浇铸与机加工：对于合金层剥落、烧损严重的轴瓦，需要熔掉旧合金，重新浇铸新的巴氏合金层，然后进行镗孔、刮研等精加工。 轴颈检查：修理轴瓦的同时，必须检查配对的主轴轴颈，确保其光洁度、圆度和尺寸在允许范围内。

3. 气封的检修

常见问题：密封齿磨损、倒伏甚至断裂，导致密封间隙过大，内泄漏增加，风机效率下降。 修理流程：
间隙测量：使用塞尺测量各级气封的径向间隙。将测量值与设计值比较，若间隙超过最大允许值（通常为设计值的1.5-2倍），则需更换。 更换密封体：迷宫密封通常为分段式结构，直接更换新的密封环或密封体。安装时需注意接缝错开，确保间隙均匀。 调整：对于可调式气封，需按说明书要求精确调整其与转子的相对位置。

修理中的综合性注意事项：

对中找正：修理完成后，风机、齿轮箱、电机之间的重新对中是至关重要的。必须使用激光对中仪等精密工具，确保各轴线的同轴度要求，否则将引起剧烈振动和部件损坏。 油系统清洗：在回装前，必须对整个润滑油管路、油箱进行彻底清洗，确保无杂质。油品需化验合格。 试车：修理后必须进行分步试车：先跑油循环，再点动电机检查转向，然后进行无负荷试车（关闭进口导叶），监测振动、轴承温度、油压等参数。一切正常后，再进行逐步升负荷的带载试车。

五、 总结

D1664-2.62型冶炼高炉多级增速离心鼓风机，是现代钢铁工业中技术密集型的关键动力设备。深入理解其型号背后的性能参数，掌握其转子总成、轴瓦、气封等核心部件的结构原理与工作特性，是进行科学操作、维护和精准修理的基础。作为一名风机技术工作者，我们必须以严谨的态度和精湛的技艺，保障这颗“高炉心脏”的强劲、稳定跳动，为钢铁生产的安全、高效与节能降耗贡献力量。通过预防性维护和计划性检修，可以有效降低非计划停机风险，显著延长风机使用寿命，创造巨大的经济效益。

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