煤气风机AI(M)350-1.25技术详解及其配件修理与工业气体输送应用

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煤气风机AI(M)350-1.25技术详解及其配件修理与工业气体输送应用

作者：王军（139-7298-9387）

关键词：煤气加压机，AI(M)350-1.25，风机配件，风机修理，工业气体输送，C(M)系列，D(M)系列，S(M)系列，AII(M)系列，有毒气体

第一章：煤气加压风机基础与型号体系概述

煤气加压风机是工业领域，特别是冶金、化工、焦化、城市燃气等行业中不可或缺的关键设备，其主要功能是为煤气及其他工业气体在管道网络中的输送提供动力，克服管道、阀门及净化设备带来的阻力，确保气体稳定、连续地到达使用点。煤气风机区别于普通通风机的关键在于其处理的介质往往具有易燃、易爆、有毒、腐蚀等特性，因此对风机的密封性、结构强度、材料耐腐蚀性及运行安全性提出了极高要求。

根据结构形式、压力等级和适用介质的不同，煤气加压风机发展出了多个系列，以满足多样化的工况需求。常见的系列包括：

“C(M)”型系列多级煤气加压风机：此系列风机采用多级叶轮串联的结构，每一级叶轮都对气体做功，逐级提高气体压力。因此，C(M)系列风机特别适用于需要中等至高出口压力，但单级压升能力有限的工况。其结构相对复杂，转子较长，对动平衡精度要求高，通常用于高炉鼓风、长距离煤气输送等场景。 “D(M)”型系列高速高压煤气加压风机：该系列风机通过采用高转速设计（通常配备齿轮增速箱），使单级或少数几级叶轮就能达到很高的线速度，从而产生很高的单级压升。D(M)系列风机具有结构紧凑、效率高的特点，适用于高压头、大流量的苛刻工况，但对转子动力学设计、轴承系统和润滑系统的要求极为严格。 “AI(M)”型系列单级悬臂煤气加压风机：这是本文重点介绍的型号所属系列。其特点是叶轮单级、且悬臂地安装在主轴的一端。这种结构使得风机非驱动端的结构得以简化，便于维护。AI(M)系列通常适用于中低压、大流量的工况，结构简单可靠，成本相对较低，是应用非常广泛的机型。 “S(M)”型系列单级高速双支撑煤气加压风机：此系列风机同样采用单级叶轮，但叶轮安装在两个支撑轴承之间（双支撑结构），转子稳定性好。结合高速设计，它能提供较高的压比，适用于对压力和流量都有一定要求，且希望结构比多级风机更简单的场合。 “AII(M)”型系列单级双支撑煤气加压风机：与AI(M)系列同属单级，但采用双支撑结构，转子的刚性更好，运行更平稳，适用于叶轮较重或对振动要求更严格的工况。其适用范围与AI(M)有重叠，但在更注重运行稳定性和可靠性的场合更具优势。

上述系列型号中的“(M)”通常表示该风机适用于输送混合煤气。而当风机需要输送具有腐蚀性、毒性的工业气体时，从设计选材到密封形式都需要进行特殊考虑，这将在后续章节详细阐述。

第二章：AI(M)350-1.25型煤气风机深度解析

本章将聚焦于型号为AI(M)350-1.25的煤气加压风机，对其进行全面的技术说明。

2.1 型号释义

遵循统一的命名规则，AI(M)350-1.25的含义如下：

“AI(M)”：代表这是AI系列的悬臂单级煤气风机。“(M)”特指用于输送混合煤气。 “350”：代表风机的流量，单位为立方米每分钟。即该风机在设计点的额定流量为350 m³/min。这是一个关键的性能参数，直接关系到用户的工艺需求。 “-1.25”：代表风机的出口压力（表压）为-1.25个大气压。这里的负号“-”至关重要，它表示此风机用作引风机或抽气机。其进口压力高于出口压力，风机从系统（如焦炉、气化炉）中抽取煤气，并克服后续系统的阻力，将气体排出。如果此处是正数（无负号），则表示风机用作鼓风机，向系统内鼓入气体。1.25个大气压的绝对值相当于约125 kPa（千帕）的压升（相对于进口条件）。由于型号中未出现“/”及后续数字，根据规则，其进口压力默认为1个标准大气压（绝压）。

因此，AI(M)350-1.25是一款设计流量为350 m³/min，在进口为常压条件下，能产生-125 kPa（表压）出口压力的单级悬臂式混合煤气抽风机。

2.2 结构与气动性能特点

结构形式：作为单级悬臂风机，其核心部件叶轮安装在主轴的一端（悬臂端），主轴的另外一端通过联轴器与电机连接。叶轮侧通常没有轴承支撑，这使得风机端的结构非常紧凑，拆卸叶轮、检查气封和油封时，无需打扰驱动端和轴承箱，维护便捷。 性能范围：AI(M)350-1.25的设计点落在了单级悬臂风机的高效区内。其流量350 m³/min属于中等偏大流量，出口压力-1.25 atm（绝压约-0.25 atm）属于中等真空度。风机的基本性能遵循离心式风机的普遍规律，即流量与转速成正比；压力与转速的平方成正比；轴功率与转速的三次方成正比。其性能曲线（压力-流量曲线、效率-流量曲线、功率-流量曲线）是选型和运行的重要依据。

第三章：煤气风机核心配件详解

一台高效、稳定、长寿命的煤气风机，离不开其内部每一个精密配件的协同工作。以下以AI(M)350-1.25为例，对关键配件进行说明。

3.1 风机主轴
主轴是风机的“脊梁”，它传递电机的扭矩，带动叶轮高速旋转。对于AI(M)350-1.25，主轴需具备高强度和足够的刚度以承受叶轮的悬臂载荷和扭矩，同时要有良好的韧性以应对可能的冲击。材料通常选用优质合金钢（如42CrMo），并经过调质热处理以获得综合力学性能。加工精度要求极高，特别是安装叶轮和轴承的轴颈部位，其尺寸公差、形位公差和表面粗糙度都必须严格控制。

3.2 风机转子总成
转子总成是风机的“心脏”，是一个高速旋转的动部件。它主要包括主轴、叶轮、平衡盘（如有）、联轴器部件等。叶轮是气体获得能量的直接部件，其设计（如叶片型线、出口角、宽度等）直接决定风机的压力、流量和效率。叶轮需要进行精密的动平衡校正，以消除不平衡离心力，确保风机平稳运行。对于AI(M)350-1.25，其转子动平衡精度等级通常要求达到G2.5或更高。

3.3 风机轴承与轴瓦
轴承是转子的“支点”，承受径向和轴向载荷。在大型、重载的离心风机中，滑动轴承（即轴瓦）因其承载能力大、阻尼性能好、耐冲击而被广泛应用。

轴瓦：通常为剖分式结构，瓦衬采用巴氏合金等耐磨减摩材料。轴瓦与轴颈之间依靠形成的油膜进行液体润滑。油膜的稳定性至关重要，其建立与轴的转速、润滑油的粘度、轴承间隙等因素有关。需要持续供给压力油以确保润滑和冷却。 轴承箱：是容纳轴承（或轴瓦）、润滑油并起支撑作用的壳体。它保证了轴承的对中，并通过油路系统将润滑油分配到各个润滑点。轴承箱的密封至关重要，防止润滑油泄漏和外部杂质进入。

3.4 密封系统
密封是煤气风机的“安全卫士”，尤其对于输送有毒、易燃介质的风机。

气封（迷宫密封）：通常安装在机壳与轴之间，叶轮进口侧等位置。它由一系列环形齿片和空腔组成，通过形成多次节流和膨胀来极大地增加气体泄漏的阻力，从而减少机内高压气体向大气的泄漏或级间窜气。它属于非接触式密封，可靠性高，但存在微量泄漏。油封：主要用于轴承箱两端，防止润滑油沿着主轴向外泄漏。常见的有骨架油封、迷宫式油封等。 碳环密封：在要求零泄漏或极低泄漏的场合（如输送极度危险气体），会采用接触式密封如碳环密封。它由若干碳环组成，在弹簧力作用下紧贴轴表面，实现近乎零泄漏的密封效果。碳环具有自润滑性，但存在摩擦磨损，需要视情况更换。对于AI(M)350-1.25，根据煤气成分和环保要求，可能在不同部位采用迷宫密封与碳环密封的组合。

第四章：煤气风机的维护与修理

定期的维护和及时的修理是保障风机安全、稳定、长周期运行的关键。

4.1 日常维护与监测

振动监测：振动是风机运行状态最直接的反映。应定期使用振动仪测量轴承座部位的振动速度或位移值。振动异常增大往往是转子不平衡、轴承磨损、对中不良等故障的先兆。 温度监测：轴承温度是另一个重要参数。温度过高可能意味着润滑不良、轴承磨损或冷却系统故障。 润滑油检查：定期检查润滑油的油位、油质（颜色、粘度、是否含水或杂质），并按周期进行更换。 密封检查：检查各密封点是否有煤气泄漏或油泄漏。

4.2 常见故障与修理
当监测数据异常或发生故障时，需停机进行修理。

转子不平衡：表现为振动值随转速升高而增大，且以工频（1倍转频）为主。处理方法是重新进行现场动平衡或拆下叶轮在动平衡机上校正。 轴承（轴瓦）磨损：振动和温度同时升高，可能伴有异响。需要拆开轴承箱检查轴瓦间隙和巴氏合金层状况。若磨损超差或出现剥落、裂纹，则需更换轴瓦或重新刮研。同时必须检查主轴轴颈的磨损情况。 密封失效：气封齿磨损会导致内泄漏增加，风机性能下降。碳环密封或油封磨损会导致外泄漏。修理时需要更换磨损的密封件。安装新密封时，必须保证各部间隙符合设计图纸要求。 叶轮腐蚀、磨损或积垢：输送含尘或腐蚀性成分的气体会导致叶轮叶片磨损、腐蚀穿孔或附着结垢。这会破坏叶轮的气动外形，导致性能下降和振动。修理方法包括清理结垢、补焊修复或更换叶轮。对于腐蚀环境，应考虑升级叶轮材质（如采用不锈钢、双相钢等）。 对中不良：风机与电机联轴器对中超差会引起附加弯矩，导致轴承损坏和振动。修理时需要重新进行精确对中。

所有修理工作完成后，在重新投运前，必须进行严格的检查，确保各部间隙、螺栓紧固力矩等符合标准，并最好进行空载试运行，确认振动、温度等参数正常。

第五章：工业气体输送风机的特殊考量

如前所述，风机不仅输送混合煤气，还广泛应用于输送各类工业气体，包括强腐蚀性、有毒的气体。

5.1 材料选择
输送不同气体，风机的过流部件（如机壳、叶轮、密封件）材料需相应调整。

输送二氧化硫(SO₂)气体：SO₂遇水形成亚硫酸，腐蚀性强。需选用耐酸不锈钢，如316L、904L，或采用衬胶、衬塑等防腐措施。 输送氯化氢(HCl)、氟化氢(HF)、溴化氢(HBr)气体：这些都是强腐蚀性酸气，尤其HF对玻璃、硅酸盐材料有特殊腐蚀性。需选用高牌号镍基合金（如哈氏合金C-276）、蒙乃尔合金或采用聚四氟乙烯（PTFE）内衬。 输送氮氧化物(NOₓ)气体：NOₓ气体在一定条件下也可形成酸性物质。通常需要不锈钢材质，并根据温度和浓度选择具体牌号。

5.2 密封强化
对于剧毒、强刺激性气体，密封必须做到万无一失。除了采用高效的迷宫密封外，通常会串联使用碳环密封、干气密封等，并在密封之间引入惰性气体（如氮气）作为阻塞气，形成一道安全的屏障，确保有毒气体无泄漏至大气中。

5.3 安全设计

防爆：对于易燃易爆气体，风机电机、仪表需选用防爆型。接地：防止静电积聚。 安全阀/泄爆片：在机壳上设置超压泄放装置。 冲洗与吹扫：停机后，需用惰性气体对风机内部进行吹扫，置换掉危险气体，方可进行检修。

型号扩展解读示例：AI(M)600-1.124/0.95
此型号表示：AI系列悬臂单级煤气风机，流量600 m³/min，出口压力为-1.124 atm（表压），进口压力为0.95 atm（绝压）。这表明风机是在一个负压的源头下抽气，其实际压缩比（出口绝压/进口绝压）的计算公式为：（1 - 1.124）/ 0.95，这比进口为常压时的工作条件更为苛刻，在选型计算功率时必须使用实际的进口工况。

结论

煤气加压风机，特别是如AI(M)350-1.25这样的特定型号设备，是现代化工流程中的关键动力设备。深入理解其型号含义、结构原理、核心配件功能以及维护修理要点，是保障其安全、高效、长寿命运行的基础。同时，面对多样化的工业气体输送需求，必须在材料、密封和安全设计上给予充分的特殊考量。只有通过科学选型、精细维护和专业修理，才能让这些“工业心脏”持续有力地跳动，为生产保驾护航。

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