煤气风机AI(M)800-1.26技术详解与工业气体输送应用

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煤气风机AI(M)800-1.26技术详解与工业气体输送应用

作者：王军（139-7298-9387）

关键词：煤气风机、AI(M)800-1.26、风机配件、风机修理、工业气体输送、有毒气体、轴瓦、碳环密封

第一章：煤气加压风机基础概论

在冶金、化工、焦化、城市燃气等工业领域，煤气以及各种工业气体的安全、高效输送是生产流程中的关键环节。煤气加压风机，作为这一环节的核心动力设备，其主要功能在于克服管网阻力，为气体提供所需的动能和压能，确保气体能够稳定地输送到指定地点。根据气体性质、压力需求、流量范围及结构形式的不同，煤气风机发展出了多种系列，以适应复杂的工况要求。

常见的煤气加压风机系列包括：“C(M)”型系列多级煤气加压风机，适用于中低压、大流量的工况，通过多级叶轮串联实现较高的压升；“D(M)”型系列高速高压煤气加压风机，采用高转速设计，满足系统对高压力的苛刻需求；“AI(M)”型系列单级悬臂煤气加压风机，结构紧凑，适用于中低压、中等流量的场合；“S(M)”型系列单级高速双支撑煤气加压风机，兼顾高转速和稳定性，性能范围广；以及“AII(M)”型系列单级双支撑煤气加压风机，具有更好的刚性，适用于负载较重的工况。

这些风机不仅用于输送常规的焦炉煤气、高炉煤气、转炉煤气等，经过特殊的材料与密封设计，还可用于输送混合工业酸性有毒气体、二氧化硫(SO₂)、氮氧化物(NOₓ)、氯化氢(HCl)、氟化氢(HF)、溴化氢(HBr)以及其他特殊有毒气体，在环保尾气处理和特种化工流程中扮演着重要角色。

第二章：核心机型深度解析:煤气风机AI(M)800-1.26

本章将聚焦于本次介绍的核心机型:AI(M)800-1.26，对其型号含义、结构特点及性能参数进行详尽说明。

2.1 型号释义与性能参数

型号“AI(M)800-1.26”遵循了特定的命名规则，其含义解析如下：

“AI(M)”：这表示该风机属于AI系列，采用单级悬臂式结构。其中的“(M)”是“煤气”的标识，特指该风机主要用于输送混合煤气或其他类似性质的工业气体。悬臂式结构意味着叶轮安装在主轴的一端，另一端由轴承箱支撑，结构相对简单、紧凑。 “800”：此数值代表风机的额定流量，单位为立方米每分钟。即，该风机在设计工况下的流量为每分钟800立方米。这是一个关键的性能指标，直接关系到系统的供气能力。 “-1.26”：此数值代表风机的出口压力（或称升压），单位为公斤力每平方厘米，通常也近似理解为“大气压”。这里的“-1.26”表示风机出口的绝对压力为1.26个大气压（绝压）。需要注意的是，在实际工程中，我们更常使用“表压”的概念。若进口压力为标准大气压（1 atm绝压），则出口表压约为出口绝压减去进口绝压，即1.26 - 1 = 0.26 kgf/cm²（表压）。它明确了风机需要提供的压力提升能力。 关于进风口压力：在该型号中，并未出现“/”及后续数字。根据命名规则，这意味着风机的进口压力默认为标准大气压，即1个大气压（绝压）。作为对比，若型号为“AI(M)600-1.124/0.95”，则“/0.95”表示进口压力为0.95个大气压（绝压），这通常发生在风机从负压或较低压力的气源处抽吸气体的情况。

综上所述，煤气风机AI(M)800-1.26是一台设计流量为800 m³/min，在标准进气条件下能将气体压力提升至1.26个绝对大气压（出口表压约0.26 kgf/cm²）的单级悬臂式煤气加压风机。

2.2 结构特点与运行原理

AI(M)系列风机作为悬臂式结构，其核心优势在于：

结构紧凑：减少了支撑点，整机体积相对较小，占地面积少，便于在空间有限的场地安装。 拆装便捷：检修时，只需打开机壳，即可直接抽出转子总成，无需扰动电机和进出口管道，大大简化了维护流程。 效率与经济性：单级叶轮设计在满足中低压需求的同时，具有较高的效率和较低的制造成本。

其运行原理基于离心式风机的基本理论：电机通过联轴器驱动风机主轴及安装在其一端的叶轮高速旋转。叶轮内的气体在离心力作用下被甩向叶轮外缘，流经蜗壳形机壳时，部分动能转化为压力能，最终从出口排出。与此同时，叶轮中心区域形成低压区，从而持续不断地吸入新的气体，形成连续的输送过程。气体所获得的压力能（压头）与叶轮转速的平方成正比，与叶轮直径的平方成正比。

第三章：煤气风机核心配件详解

一台高效、稳定运行的煤气风机，离不开其内部每一个精密配件的协同工作。以下对AI(M)800-1.26等型号风机的关键配件进行说明。

3.1 风机主轴
主轴是风机的“脊梁”，它负责传递电机扭矩，带动叶轮高速旋转。它必须具有极高的强度、刚性和韧性，以承受巨大的扭转载荷、弯曲应力和临界转速下的振动。通常采用优质合金钢（如40Cr、42CrMo）经锻造、粗加工、调质热处理、精加工、磨削等多道工序制成，确保其综合机械性能和尺寸精度。

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。它主要由主轴、叶轮、平衡盘（如有）、联轴器部件等组成。叶轮是能量转换的核心，其叶片型线、出口角度、流道光洁度直接决定风机的性能和气动效率。转子在组装完成后必须进行严格的动平衡校正，以消除不平衡质量引起的振动，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。

3.3 风机轴承与轴瓦
对于AI(M)800-1.26这类中型风机，其主轴通常采用滑动轴承，即轴瓦。轴瓦以其承载能力强、阻尼性能好、耐冲击等优点，在风机领域广泛应用。

材料：轴瓦内衬常采用巴氏合金（乌金），这种材料质地软、嵌入性好，能有效保护轴颈，并在发生轻微摩擦时以自身磨损为代价。润滑：轴瓦需要压力油循环润滑系统。润滑油在轴颈与轴瓦之间形成稳定的油膜，实现液体摩擦，从而极大地降低磨损和摩擦功耗。润滑油的温度、压力和清洁度是保证轴瓦长寿的关键。

3.4 密封系统
密封是防止介质泄漏、保证安全和环境的关键，尤其对于输送有毒、易燃煤气的风机。

气封：通常指迷宫密封，安装在机壳与轴之间，叶轮进口侧等位置。它通过一系列连续的节流齿隙，使气体流动阻力增大，从而有效减少机内高压气体向外的泄漏量。油封：主要用于轴承箱两端，防止润滑油从轴承箱泄漏，并阻挡外部灰尘杂质进入轴承箱。 碳环密封：在输送有毒、贵重或要求零泄漏的介质时，常采用更为先进的碳环密封。它由数个碳石墨环组成，依靠弹簧力使其端面与轴套（或壳体）保持紧密接触，实现接触式动密封。碳环密封具有自润滑、耐腐蚀、密封效果好的特点，特别适用于输送上述特殊工业气体的风机。

3.5 轴承箱
轴承箱是容纳和支撑主轴轴承（轴瓦）的部件，它为轴承提供精确的定位和稳定的运行环境。轴承箱内设有润滑油路、油槽，并装有测温元件（如铂热电阻），用于实时监控轴承温度，是风机安全运行的重要保障。

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延长风机寿命、避免非计划停机的根本。

4.1 日常维护与定期检查

运行监控：持续监测风机的振动、轴承温度、润滑油压和油位、电机电流等参数，发现异常及时处理。 油品管理：定期对润滑油进行取样分析，检测其粘度、水分、酸值和杂质含量，按周期或油质状况更换新油。 状态检查：定期听诊风机运行声音，检查密封点有无泄漏，连接螺栓有无松动。

4.2 常见故障与修理方法

振动超标：这是最常见的故障。原因可能包括转子不平衡（叶轮结垢或磨损）、对中不良、轴承（轴瓦）磨损、地脚螺栓松动、基础刚性不足等。修理时需停机，重新进行动平衡校正、精确对中、更换轴承或刮研轴瓦、紧固螺栓。 轴承温度高：原因可能是润滑油不足或变质、油路堵塞、冷却器效率下降、轴瓦间隙过小或刮研不当、负载过高等。需检查润滑系统，调整或更换轴瓦，确保冷却水畅通。 性能下降（压力、流量不足）：可能由于间隙（如叶轮与机壳、气封）磨损增大导致内泄漏严重、进口过滤器堵塞、转速下降、叶轮腐蚀或磨损。修理时需要测量并调整各部间隙，清理过滤器，检查驱动系统，必要时修复或更换叶轮。 密封泄漏：碳环密封或机械密封经过长期运行后磨损，需按周期更换。迷宫密封齿磨损后，也需更换密封体或修复齿尖。

4.3 大修流程概述
风机运行一定周期后（通常为2-3年或根据状态监测决定），应进行解体大修。基本流程为：停机断电隔离→拆除相连管路与附件→吊开上机壳→吊出转子总成→全面清洗检查→测量各部件磨损与配合间隙→修复或更换损坏零件（主轴、叶轮、轴瓦、密封等）→重新组装→校正对中→单机试车→交付运行。

第五章：工业气体输送风机的特殊考量

当风机用于输送前述的酸性、有毒工业气体（如SO₂、NOₓ、HCl、HF、HBr等）时，其设计和选材与普通煤气风机有显著不同，要求更为苛刻。

5.1 材料选择的特殊性
气体介质的腐蚀性决定了主要过流部件（机壳、叶轮、主轴防护套等）必须选用耐腐蚀材料。

输送SO₂气体：湿SO₂具有强腐蚀性，可选用316L不锈钢、904L超级奥氏体不锈钢，或采用非金属衬里（如PPH、PVDF）。 输送HCl、HF气体：特别是含水的氯化氢和氟化氢，腐蚀性极强。可选材料包括蒙乃尔合金、哈氏合金C-276、镍基合金，或采用石墨、氟塑料等高级非金属材料。 输送NOₓ气体：通常也需采用奥氏体不锈钢系列。 输送HBr气体：溴化氢腐蚀性强，需采用哈氏合金、钛材或特殊合金。

5.2 密封系统的强化
对于剧毒、强刺激性气体，密封必须做到万无一失。碳环密封或干气密封成为首选。它们能实现介质的近乎零泄漏，保护环境和人员安全。同时，通常采用双端面密封并引入惰性阻塞气体（如氮气），形成一道安全的屏障。

5.3 安全与防护设计

防泄漏结构：机壳接合面采用耐腐蚀垫片，所有静密封点都需精心设计。 安全监控：增设气体泄漏检测报警仪，实时监测风机周围环境。 防腐涂层：非过流部件的外表面也需要采用重防腐涂料进行保护。 停机处理：风机停机时，需有完善的氮气吹扫系统，置换净机内残留的有毒气体，防止腐蚀和检修时发生中毒。

第六章：总结

煤气加压风机，从基础的AI(M)800-1.26到用于极端工况的特殊气体风机，是现代工业生产中不可或缺的关键设备。深入理解其型号含义、掌握其核心配件的工作原理与维护要点，是确保风机长周期、安全、稳定运行的基础。而对于腐蚀性、有毒工业气体的输送，则需要在材料、密封和安全设计上投入更多的关注，采取针对性的措施。作为一名风机技术人员，不断深化对这些知识的掌握，并应用于日常的运维与检修实践中，方能为企业生产的安全与高效保驾护航。

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