高溫環境下，風（fēng）機該如何選型？

在（zài）高溫環境下（xià），風（fēng）機的（de）選型至關重要，如（rú）果選型不當，會導致風機壽命急劇縮短、效率下降、甚至（zhì）發生（shēng）嚴重故障。

以下是針對高溫環境下風機選型的詳細指南，涵（hán）蓋了關鍵（jiàn）考慮因素、選型步驟和常見（jiàn）問題。

一、核心原則：高溫環境對風機的（de）挑戰

高溫環境主要從以下幾個方麵（miàn）影響風機：

材料性能下（xià）降（jiàng）：金屬材料在高溫下強度、硬度會下降，蠕變極限降低，可能導致葉輪變形、軸斷裂。

潤滑係統挑戰：潤滑（huá）油（yóu）/脂在高溫下容易氧化、變稀、流（liú）失，導致軸承潤滑不良，磨損加劇。

熱（rè）膨脹問題：不同材料的熱膨脹係數不同，可能導（dǎo）致部件卡死、間隙變小（如葉輪與機殼摩擦）、對中失效。

電機過熱（rè）：環境溫（wēn）度高，電機散熱困難，容易因（yīn）過熱（rè）而燒毀。

性能變化：空氣密度隨溫度（dù）升高而降低，輸送相（xiàng）同質量（liàng）的氣體需要更大的體（tǐ）積流量，電機功率也（yě）會變化。

二、關鍵選型考慮因素

1. 確定介質溫度範圍

這（zhè）是基礎的參數。不僅要了解ZUI高溫度，還要了解溫度波動範圍和工作周期（是持續高溫還是間歇性高溫）。

中（zhōng）低溫（wēn）：80℃ ~ 200℃

中高溫：200℃ ~ 400℃

超高溫：400℃ ~ 800℃ 甚（shèn）至（zhì）更高（如窯爐（lú）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（cháng）可（kě）以勝任。

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

>400℃：必（bì）須采（cǎi）用高等級耐熱合金鋼，如（rú） 310S（0Cr25Ni20）。對於（yú）極高溫度（如800℃以上），甚至需（xū）要考（kǎo）慮使（shǐ）用鎳基合金或在表麵做耐熱塗層。

主軸：通常采用45#鋼（gāng）或40Cr鋼調（diào）質處理，保（bǎo）證其在高溫下的強度和剛度。

軸承箱與冷卻：

必須優（yōu）先選擇帶冷卻結構（水冷或風冷）的軸承箱。

水冷軸承箱：常見和有（yǒu）效的方式（shì），通過循（xún）環（huán）冷卻水帶走軸承熱量，保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（shí）墨密封、氟橡膠（FKM/Viton，耐（nài）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. 冷卻方式

軸承（chéng）冷卻：如上所述，水冷軸承箱是高溫風機的標準配置。

電機選擇：

必須（xū）選擇更高絕緣等級（如F級或H級（jí））的電機，其允許的（de）溫升更高。

電機冷卻方式：普通風冷電機（TEFC）可能不夠，需要選擇：

強（qiáng）製風機冷卻（CACD）：電機自帶獨立冷卻風機，保證（zhèng）在主機風機（jī）低流量時電機也能得（dé）到充分冷卻。

水冷電機：在極端環境下，電機外殼也可通水冷卻。

電機安裝（zhuāng）位置：盡量（liàng）避免電機直接處於（yú）熱輻射區域，必要時可采用長軸（zhóu）連接（電機置於高溫區域（yù）外，通過（guò）長軸驅動風機）。

4. 性能修正與電機功率

密度修正（zhèng）：高溫下氣體密度（ρ）顯著降低。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（gěi）出的。

實際所需風量：工（gōng）藝要求的質量流量（kg/h）不變，但因密度變小，實際需（xū）要的體積流量（m³/h）會增大。

實（shí）際所（suǒ）需全（quán）壓：風機全壓（yā）與密度成（chéng）正比。高溫下所需（xū）的（de）全壓（Pa）比標準狀態下更低（dī）。

實際所需（xū）軸（zhóu）功（gōng）率：軸（zhóu）功（gōng）率與密度成正比。因此，在高溫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低。

電機功（gōng）率選擇：雖（suī）然高溫下所需軸功率降低，但必須選擇更大的電機功率裕量來（lái）應對（duì）可能出現的異常工況，並確保電機本身在高溫環（huán）境下不過載。通常裕量係數取（qǔ） 1.2 ~ 1.3 或更（gèng）高（gāo）。

5. 結構形式

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

傳動方式：常見（jiàn）的有：

D式傳動：電機直聯，結構緊湊，但電機（jī）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，通過調整皮帶輪速比來匹配風機轉（zhuǎn）速，更為（wéi）靈活，是高溫風機的常用形式。

三、選型步驟總結

明確工藝參數（shù）：

輸送介質（是否是清潔空氣、含塵煙（yān）氣、腐蝕性氣體？）

介（jiè）質溫度（ZUI高/ZUI低/正常）

所需（xū）質量流量（kg/h）或標準狀態體（tǐ）積流量（liàng）（Nm³/h）

係（xì）統所需（xū）全壓（Pa）

安裝環境大氣壓

性能換算：

將質量（liàng）流量（liàng）或標（biāo）準狀態流量換算成（chéng）實際工作溫度下的體積流（liú）量（liàng）。

將（jiāng）係統所需全壓換算成（chéng）標準狀（zhuàng）態下的全壓，以便（biàn）從樣（yàng）本上選型。

初步選型：

根據換算後的流量和全壓，從風機樣本（běn）中選擇合適的型號和轉速。

材料與結構確認：

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

確認軸承冷卻方式（必（bì）須水（shuǐ）冷）。

確認密封（fēng）形（xíng）式（耐高溫密封）。

確認傳動方式（直聯或皮帶傳動）。

電機選擇：

計算標準狀態下（xià）的軸功率。

根據軸功率和工況，選（xuǎn）擇（zé）絕緣等級高（F/H級）、帶有足夠冷卻方式（如CACD）、功率有充（chōng）足裕（yù）量的電機。

與供應商深度溝通：

將所有的工況（kuàng）信（xìn）息清晰地提供給風機供應商。

要（yào）求供應商提供高（gāo）溫性能曲線和（hé）材（cái）料證明。

確認（rèn）風機的設計是否符合高溫應用標準。

四、常見錯誤與注意事項

錯（cuò）誤一：用普通風機（jī）代替高（gāo）溫風機。這是危（wēi）險的做法，極（jí）易導致（zhì）機毀人停的重大事故。

錯誤二：隻關注風機主體，忽視電（diàn）機（jī）和軸承冷卻。電機燒毀（huǐ）和軸承損壞是高溫風機常見的故障。

錯（cuò）誤三：不做性能換算。直（zhí）接按標準狀態選型會導致選出來的風機風（fēng）量、壓（yā）力、功率（lǜ）全部錯誤。

安裝提醒：高溫風機的（de）進出口管道應設置（zhì）膨脹節，以吸（xī）收熱膨脹產生的應力。

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