有机废气治理离心风机选型原则

在有机废气治理设备中，离心风机的选型需从风机类型、材质、防爆性能和电机能效等级四大核心维度进行综合考量。以下为详细分析：

一、风机类型选择

1.按叶轮结构分类

后向叶轮是主流选择，其效率较高（可达85%以上），运行噪音低，适用于中高压、大流量的系统，如活性炭吸附、RTO/RCO等工艺。

前向叶轮的特点是风压高、体积小且转速较低，但效率相对较低（约60%-70%），常用于小风量、高压场景，例如局部排风或短距离输送。

径向叶轮结构简单且耐磨性强，但效率低、能耗高，适合处理含颗粒物或粉尘的废气，如喷漆或研磨工艺产生的废气。

2.按驱动方式分类

直联式风机通过电机与叶轮直接连接，结构紧凑、传输效率高，但需确保电机转速与系统需求匹配。

皮带传动风机则通过皮带轮实现调速，灵活性更高，适用于需要频繁调整风量或风压的场合。

二. 风机材质选择

1.常规材质选择

（1）碳钢适用于无腐蚀性、常温且湿度较低的废气环境（如普通VOCs），但其耐腐蚀性较弱，需额外添加防腐涂层。

（2）不锈钢（如304、316L）耐腐蚀性强，可耐受酸、碱及盐雾，同时耐温范围可达400℃，适合处理含氯苯、硫化氢等腐蚀性气体或高温废气（如催化燃烧后的尾气）。

（3）玻璃钢（FRP）耐强酸但耐碱性较弱，耐温上限为80℃，常用于湿法处理工艺后的排气（如酸雾洗涤塔）。

（4）PP/PVDF材质在高腐蚀性环境中表现优异（如电镀酸雾、含氟废气），PP耐温上限为60℃，PVDF可承受120℃。

2.特殊工况的材质优化

（1）对于高温废气（＞200℃），需采用耐热合金钢（如310S不锈钢）或内衬陶瓷涂层；

（2）含湿含酸废气建议选择玻璃钢或PP材质以避免金属腐蚀；

（3）若废气中含有颗粒物，需对叶轮表面进行堆焊耐磨层（如碳化钨）处理，或采用陶瓷复合材料以延长使用寿命。

三. 防爆性能要求

1.防爆等级与适用场景

在爆炸性环境中，需根据气体特性选择防爆等级。

（1）ExdIIBT4适用于大多数VOCs治理场景（爆炸下限＞10%LEL，温度组别T1-T4），符合GB 3836、ATEX或IECEx标准。

（2）ExdIICT6则用于高危险性气体（如氢气、乙炔，爆炸下限＜10%LEL，温度组别T1-T6），需更严格的防爆设计。

2.防爆设计关键点

（1）电机防爆：必须选用符合Ex d标准的隔爆型电机，其外壳需能承受内部爆炸压力。

（2）静电防护：叶轮与主轴采用导电材料（如不锈钢），接地电阻需≤4Ω，避免使用非金属叶轮（除非经过防静电处理）。

（2）结构密封：轴承需采用双重机械密封，防止可燃气体渗入电机腔；进出口法兰可加装防爆隔离阀以增强安全性。

四. 电机能效等级

1能效标准与适用性

电机能效等级直接影响运行成本。

（1）IE1为“标准效率”（以55kW电机为例，效率约93%-94%），适用于非连续运行或预算有限的项目。

（2）IE3（效率95%-96%）是主流选择，可满足环保法规要求。

（3）IE4（96%-97%）和IE5（＞97%）属于超高效率电机，适合高能耗场景或需快速回收成本的高端项目。

2能效优化策略

（1）变频控制：通过变频器（VFD）调节转速，使风机始终运行在高效区，节能幅度可达20%-40%。

（2）功率匹配：根据实际工况选择电机功率，避免“大马拉小车”，通常预留5%-10%余量。

（3）散热设计：在高温环境中选用绝缘等级为F级（耐温155℃）或H级（180℃）的电机，确保长期稳定运行。

五、选型优先级与典型配置

1.风机类型以后向叶轮为首选，前向叶轮用于高压小流量场景，径向叶轮则用于含尘废气。

2.材质需根据腐蚀性、温度等选择，优先考虑寿命超过5年的材质（如不锈钢或PP）。

3.防爆性能在爆炸性环境中为强制要求，必须符合Ex d认证并落实静电接地与密封设计。

4.电机能效应优先选择IE3及以上等级，并结合变频控制以平衡初期投资与长期运行成本。

六、典型应用配置示例：

1.常规VOCs治理：后向叶轮不锈钢风机（316L材质）+ Ex d IIB T4防爆电机（IE3能效）+ 变频器。

2.高腐蚀性环境：PP材质风机搭配陶瓷涂层叶轮+ IE4电机（需加强密封）。

3.含尘废气处理：径向叶轮碳钢耐磨风机+预过滤器+ IE3电机（皮带传动便于调速）。

通过以上分析，可确保离心风机在有机废气治理中兼顾性能、安全与经济性，同时满足《大气污染防治法》及GB 16297等法规要求。实际选型时建议联合供应商与工艺设计方进行工况模拟验证