高温烟气风机的冷却结构设计是确保风机在高温环境下稳定运行的关键，需综合考虑材料选择、冷却方式、结构优化及热应力控制。以下是设计要点和常见方案：
1. 冷却方式选择
(1) 空冷（风冷）
- 自然空冷：通过壳体散热片增大散热面积，适用于温度较低（≤300℃）或间歇运行工况。
- 强制空冷：在轴承座、壳体等部位加装冷却风扇，增强对流散热（如轴流风机或离心风机辅助冷却）。
(2) 水冷
- 夹套水冷：在风机外壳或轴承座设计夹层，通循环冷却水（高温烟气常用，可耐500℃以上）。
- 盘管冷却：在关键部位（如轴承、轴封）缠绕铜管通水冷却。
- 水冷轴承：轴承座集成水冷通道，防止润滑油高温失效。
(3) 气膜冷却
- 在叶轮或壳体内部引入低温空气形成保护气膜，隔离高温烟气（需控制气流压力平衡）。
2. 关键部件冷却设计
(1) 叶轮
- 材料：选用耐高温合金（如2507双相不锈钢、Inconel 625）或表面喷涂陶瓷涂层。
- 结构：空心叶片设计（内部通冷却空气或水），或采用双层壁结构。
(2) 轴承与轴封
- 轴承冷却：水冷轴承座 + 高温润滑脂（如聚脲基脂）。
- 轴封冷却：采用石墨密封+压缩空气冷却，或水冷密封环。
(3) 壳体
- 隔热层：内衬耐火材料（如硅酸铝纤维板）减少热传导。
- 水冷夹套：壳体双层设计，中间通冷却水（需防结垢设计）。
3. 热应力控制
- 对称结构：避免因温度梯度导致变形（如对称布置冷却水道）。
- 膨胀补偿：壳体与叶轮采用热膨胀系数匹配的材料，或设计热膨胀间隙。
- 有限元分析（FEA）：模拟温度场和应力分布，优化冷却通道布局。
4. 典型冷却结构示例
方案A：水冷+空冷复合
- 壳体：夹套水冷（水温≤80℃）。
- 叶轮：空心叶片通压缩空气冷却。
- 轴承：独立水冷回路 + 温度传感器报警。
方案B：气膜冷却
- 烟气侧引入低温空气形成气膜，降低叶轮表面温度（需精确控制风量）。
5. 设计注意事项
- 防腐蚀：冷却水需软化处理，避免结垢或氯离子腐蚀（尤其不锈钢部件）。
- 能耗平衡：冷却系统功耗需与风机效率协同优化。
- 监测系统：安装热电偶监控轴承、壳体温度，联锁停机保护。
6. 参考标准
- API 560（工业风机设计规范）
- ISO 13349（风机性能测试）
- ASME PTC 19.3（温度测量标准）
如需进一步细化某部分（如叶轮冷却流道仿真或材料选型），可提供具体参数（烟气温度、流量、含尘量等）进行针对性分析。