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废气回收风机AII(M)1538-1.21/1.03技术解析

作者:王军(139-7298-9387)

关键词:废气回收风机、AII型双支撑风机、工业废气输送、风机配件、风机维修、有毒气体处理、离心风机技术

引言

在工业生产和环境治理领域,风机,特别是离心风机,扮演着至关重要的角色。它们不仅是气体输送的核心设备,更是实现废气回收、资源再生及达标排放的关键环节。作为一名风机技术从业者,本文将深入探讨离心风机的基础知识,并重点解析一款专用于废气回收再生的风机型号:AII (M)1538-1.21/1.03。文章将系统阐述该型号风机的结构特点、性能参数,并对风机输送各类工业气体的适应性、关键配件以及常见维修要点进行详细说明,旨在为相关领域的技术人员提供一份实用的参考。

第一章 离心风机基础与系列概览

离心风机的工作原理基于离心力。当风机叶轮被主轴带动高速旋转时,叶片间的气体在离心力作用下被甩向叶轮外缘,使气体的压力和速度同时增加。这部分高速气体进入蜗壳形机壳后,流通面积逐渐增大,流速降低,部分动能进一步转化为静压能,最终以较高的压力从出口排出。与此同时,叶轮中心区域因气体被甩出而形成低压区,外部气体在大气压作用下被持续吸入,从而形成连续的气体输送。

根据结构形式和性能特点,工业离心风机发展出多个系列,以适应不同的工况需求:

“C”型系列多级风机:此类风机将多个叶轮串联在同一根主轴上,气体每经过一级叶轮,压力就得到一次提升。因此,“C”型风机擅长提供较高的压头,但流量相对较小。其典型特征是结构紧凑,适用于需要克服较大系统阻力的场合。 “D”型系列高速高压风机:此系列风机通常采用高转速设计,并可能结合单级或多级叶轮,旨在实现更高的出口压力。其设计和制造精度要求极高,常用于工艺流程中需要高压气体参与的环节。 “AI”型系列单级悬臂风机:这是最常见的单级离心风机结构。其叶轮悬臂地安装在主轴的一端,结构简单,维护方便。它适用于中等压力、大流量的工况,是许多通用通风和气体输送场景的首选。 “S”型系列单级高速双支撑风机:该系列风机同样采用单级叶轮,但主轴由两端的轴承共同支撑(双支撑结构),并运行在很高的转速下。这种设计结合了单级风机结构相对简单和高速风机能提供较高压头的优点,运行稳定性好。 “AII”型系列单级双支撑风机:这是我们本文重点解析的类型。与“AI”型相比,AII型的叶轮位于两个轴承之间,形成了双支撑结构。这种结构极大地改善了转子的受力状况,显著提高了运行的稳定性和刚性,使其特别适用于输送介质密度较大、温度较高、或存在一定腐蚀性的工业废气场景,是废气回收再生系统中的理想选择之一。

第二章 废气回收风机AII(M)1538-1.21/1.03深度解析

型号释义:
以“AII(M)1538-1.21/1.03”为例,其型号编码清晰地传达了风机的核心性能参数:

“AII”:代表该风机属于单级双支撑风机系列。 “(M)”:通常表示风机的传动方式或特定设计变型,例如可能指采用联轴器直联传动。 “1538”:指风机在设计工况下的流量,为每分钟1538立方米。这是一个相当大的流量,表明该风机是为处理大流量废气而设计的。 “-1.21”:表示风机出口处的绝对压力(或表压换算值)为1.21个大气压。这指明了风机的增压能力。 “/1.03”:表示风机进口处的绝对压力为1.03个大气压。这表明进气端有微弱的正压。

作为对比,参考提供的鼓风机型号“C370-1.8/0.85”:“C”表示多级风机,“370”表示流量为370立方米/分钟,“-1.8”表示出口压力为-1.8个大气压(此处应为真空度,即抽吸工况),“/0.85”表示进口压力为0.85个大气压。如果没有“/”及后续数字,则默认进口压力为1个标准大气压。

性能特点与应用场景:
AII(M)1538-1.21/1.03这款风机,凭借其每分钟1538立方米的大流量和一定的增压能力,非常适合在大型化工、冶金或环保设施中,用于抽取和输送工艺过程中产生的大量废气,并将其加压至后续处理单元(如吸收塔、反应器、热回收装置等)所需的压力,从而实现废气的回收与资源化再生。

第三章 风机输送工业气体的特性与挑战

工业废气成分复杂,常常具有腐蚀性、毒性、易燃易爆性或含有微小颗粒物,这对输送它们的风机提出了特殊要求。

输送混合工业气体:此类气体成分不定,可能兼具多种特性。风机选材必须考虑最苛刻的组分,通常需要采用不锈钢(如304, 316L)、双相钢甚至更高级别的耐腐蚀合金。密封系统也需格外加强,防止有毒有害气体泄漏。 输送二氧化硫(SO₂)气体:SO₂遇水会生成亚硫酸,具有强腐蚀性。风机过流部件(叶轮、机壳)必须采用耐酸不锈钢或复合材料,并确保气体温度高于露点,防止冷凝酸形成。 输送氮氧化物(NOₓ)气体:NOₓ气体同样具有腐蚀性,且可能在一定条件下形成硝酸。材料选择原则与SO₂类似,同时需要注意其可能存在的毒性泄漏风险。 输送氯化氢(HCl)气体:HCl气体的腐蚀性极强,尤其在有水分存在时。风机通常需要采用玻璃钢(FRP)、聚丙烯(PP)等非金属材料,或哈氏合金、高牌号镍基合金等顶级金属材料。密封必须万无一失。 输送氟化氢(HF)气体:HF是腐蚀性最强的介质之一,能腐蚀玻璃和大多数金属。蒙乃尔合金是常用的耐HF材料之一。风机设计需杜绝任何死角,防止HF积聚。 输送溴化氢(HBr)气体:HBr具有强腐蚀性和刺激性。其材料选择可参考HCl,但需根据具体浓度和温度进行验证。 输送其他特殊有毒气体:对于如硫化氢(H₂S)、磷化氢(PH₃)等剧毒气体,风机的核心要求是“零泄漏”。这需要采用特殊的密封技术(如干气密封、双重碳环密封配合氮气隔离等),并且壳体往往设计成焊接结构,尽量减少法兰连接。

对于AII(M)1538-1.21/1.03这类风机,在用于上述气体时,其材质、密封形式和内部间隙都会根据气体特性进行定制化设计和选型。

第四章 风机核心配件详解

一台高性能、长寿命的离心风机,离不开其精密设计和制造的核心配件。

风机主轴:作为传递扭矩、支撑旋转部件的核心零件,主轴必须具有极高的强度、刚度和疲劳韧性。通常采用优质合金钢(如42CrMo)锻制而成,并经过调质热处理和精密加工,确保其尺寸精度和形位公差。 风机轴承与轴瓦:在AII这类中型至大型风机中,滑动轴承(即轴瓦)应用普遍。轴瓦通常由巴氏合金等耐磨减摩材料浇铸在钢背上制成,依靠形成的压力油膜来支撑主轴,具有承载能力强、运行平稳、阻尼性能好等优点。其润滑和冷却依赖于一套强制供油系统。 风机转子总成:这是风机的“心脏”,包括主轴、叶轮、平衡盘(如有)、联轴器等所有旋转部件的集合体。转子在装配完成后必须进行严格的动平衡校正,以消除不平衡离心力,保证风机平稳运行。平衡精度等级通常要求达到G2.5或更高。 气封与碳环密封:气封主要用于减少机壳内高压区向低压区的气体泄漏。在输送有毒、贵重或危险气体时,常规的迷宫密封可能不足,此时会采用碳环密封。碳环密封由多个碳环组成,在弹簧力作用下紧贴轴套,形成轴向串联的多个密封腔,可通过中间注入惰性气体(如氮气)来阻断有害介质的外泄,实现近乎零泄漏的密封效果。 油封:主要用于轴承箱等润滑部位,防止润滑油泄漏并阻挡外部杂质进入。根据工况可选用橡胶油封、迷宫式油封或组合式油封。 轴承箱:是容纳轴承(或轴瓦)及其润滑系统的部件。它需要提供稳定的支撑,保证轴承的对中性,并有效地散失轴承运行中产生的热量。

第五章 风机常见故障与维修要点

风机的稳定运行需要定期维护和及时维修。

振动超标:这是最常见的故障。原因包括转子不平衡(叶轮结垢或磨损)、对中不良、轴承磨损、基础松动等。维修时需先精确诊断,然后进行清灰、补焊、重新动平衡、重新对中或更换轴承等操作。 轴承温度过高:可能因润滑不良(油质劣化、油量不足)、冷却系统故障、轴承装配过紧或已损坏引起。需检查润滑系统,清洗油路,确保油品合格,必要时更换轴承。 性能下降(风量/风压不足):常见原因有间隙增大(特别是气封磨损)、叶轮腐蚀或磨损严重、转速下降、进口过滤器堵塞等。维修需检查并调整各部间隙,修复或更换损坏的叶轮和气封组件。 异常噪音:可能源于轴承损坏、转子与静止件摩擦、喘振等。需立即停机检查,定位声源,排除故障。 泄漏:包括气体泄漏和润滑油泄漏。气体泄漏需检查并更换气封、碳环或密封气体系统;油泄漏需检查更换油封,并确保轴承箱呼吸器畅通。

维修通用流程

停机隔离与安全准备:确保风机与系统完全隔离,断电、挂牌,并完成气体置换和清洗。 解体与检查:按顺序拆卸,仔细检查各部件磨损、腐蚀、裂纹情况。重点检测主轴直线度、叶轮无损探伤、轴承间隙、密封件状态。 零件修复与更换:根据检查结果,对可修复的零件(如叶轮动平衡、轴颈喷涂修复)进行专业处理,对不可逆损坏的零件进行更换。所有更换件必须符合原设计材质和精度要求。 精密装配:严格按照装配工艺和公差要求进行。确保各部间隙(如叶轮与机壳的径向/轴向间隙)在标准范围内,对联接部件进行精确对中。 试运行与验收:维修完成后,先进行点动检查,无异常后进行空载试运行,监测振动、温度、噪音等参数。稳定后逐步加载至工况条件,全面验收性能。

结论

离心风机,特别是像AII(M)1538-1.21/1.03这样专为苛刻工况设计的废气回收再生风机,是现代工业绿色循环发展中不可或缺的技术装备。深入理解其工作原理、型号含义、核心配件以及针对不同工业气体的适应性,是进行正确选型、高效运行和科学维护的基础。对于风机技术人员而言,掌握从日常维护到故障诊断、从部件更换到整机大修的全面技能,是保障生产连续、实现安全环保、提升设备综合效益的关键。随着工业技术的不断进步,风机技术也将向着更高效率、更高可靠性、更智能化和更环保的方向持续发展。

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