煤气风机AI(M)180-1.1/0.98技术详解与工业气体输送应用

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煤气风机AI(M)180-1.1/0.98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)180-1.1/0.98、风机配件、风机修理、工业气体输送、有毒气体处理、轴瓦、碳环密封

一、煤气风机基础与型号体系解析

煤气加压风机是工业气体输送系统的核心设备，广泛应用于冶金、化工、环保等领域，负责为煤气及其他工业气体提供输送动力和压力保障。其工作原理基于离心式通风机的基本理论：风机叶轮在电机驱动下高速旋转，气体在离心力作用下从叶轮中心被甩向边缘，动能转化为静压能，从而实现气体的加压和输送。其核心性能遵循风机定律，即风机的压力与转速的平方成正比，流量与转速成正比，而所需功率与转速的三次方成正比。

为满足不同工况需求，煤气风机发展出多种结构形式，主要型号系列包括：

“C(M)”型系列多级煤气加压风机：采用多级叶轮串联结构，每级叶轮逐级增压，适用于中低压、大流量的煤气输送场景，结构紧凑但维修相对复杂。 “D(M)” 型系列高速高压煤气加压风机：采用高转速设计（常配增速齿轮箱），单级或两级叶轮即可实现高压输出，效率高，适用于高压、小流量的苛刻工况。 “AI(M)” 型系列单级悬臂煤气加压风机：叶轮悬臂安装于主轴一端，结构简单，拆装便捷，是本次重点介绍的型号，适用于中低压、中等流量的煤气输送。 “S(M)” 型系列单级高速双支撑风机：叶轮位于两个支撑轴承之间，转子动力学性能稳定，适用于高转速、高负荷的工况，振动小，运行平稳。 “AII(M)” 型系列单级双支撑煤气加压风机：与AI(M)同为单级，但叶轮采用双支撑结构，刚性好，适用于叶轮较重或介质密度较大的情况。

这些风机通过材质升级和密封强化，可扩展应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(HCI)、氟化氢(HF)、溴化氢(HBr)及其他特殊有毒气体。

型号解读：以AI(M)180-1.1/0.98与AI(M)600-1.124/0.95为例

完整掌握风机型号的命名规则，是选型、操作和维护的基础。

“AI(M)”：此为风机系列代号。“AI”代表“单级悬臂”结构；“(M)”是“煤气”的标识，特指适用于混合煤气的输送。与之对应的“AII(M)”中的“AII”则代表“单级双支撑”结构。 “180”与“600”：此数值代表风机的流量，单位是立方米/分钟。因此，AI(M)180-1.1/0.98的风机额定流量为每分钟180立方米；而AI(M)600-1.124/0.95的流量则为每分钟600立方米。流量是风机选型的首要参数。 “-1.1”与“-1.124”：此数值代表风机的出口压力，单位是绝对大气压。在AI(M)180-1.1/0.98中，出口压力为1.1个绝对大气压；AI(M)600-1.124/0.95则为1.124个绝对大气压。它决定了风机克服管网阻力的能力。 “/0.98”与“/0.95”：斜杠后的数值代表风机的进口压力，单位同样是绝对大气压。AI(M)180-1.1/0.98的进口压力为0.95个绝对大气压（略低于常压）；AI(M)600-1.124/0.95的进口压力为0.95个绝对大气压。如果型号中没有“/”及后续数字，则默认进口压力为1个标准大气压。风机的实际做功体现在进出口压差上，即升压。对于AI(M)180-1.1/0.98，其升压 = 出口压力 - 进口压力 = 1.1 - 0.95 = 0.15个大气压，约等于15kPa。

二、 AI(M)180-1.1/0.98煤气风机核心配件详解

一台风机的高效稳定运行，依赖于其内部各个精密配件的协同工作。以AI(M)180-1.1/0.98为例，对其核心部件进行深入说明。

风机主轴
主轴是风机的“脊梁”，承担着传递扭矩、支撑叶轮旋转的核心任务。对于AI(M)180-1.1/0.98这类悬臂风机，主轴一端承受着叶轮的全部重量和巨大的离心力，其设计和材质要求极高。通常采用高强度合金钢（如40Cr或42CrMo）经锻造、粗加工、调质热处理、精加工和磨削而成，确保具有极高的抗疲劳强度、刚性和耐磨性。主轴的形位公差（如同轴度、圆度）要求极为严格，以保证转子动平衡精度。 风机轴承与轴瓦
在AI(M)180-1.1/0.98这类中等转速和负荷的风机中，常采用滑动轴承，其核心部件即为轴瓦。轴瓦是直接与主轴轴颈接触的部件，内部浇铸有巴氏合金等耐磨减摩材料。其工作原理是靠高速旋转的轴颈带动润滑油形成稳定的油膜，实现液体摩擦，从而支撑主轴并减小摩擦阻力。轴瓦的间隙调整、刮研精度和润滑状况直接关系到风机的振动、噪音和寿命。定期检查轴瓦的磨损、接触角和间隙是预防性维护的关键。 风机转子总成
转子总成是风机的“心脏”，指所有旋转部件的集合体，主要包括主轴、叶轮、平衡盘（如有）、联轴器等。叶轮是气体获得能量的直接部件，其型式（如闭式、开式）、叶片形状（后向、前向、径向）和材质决定了风机的性能曲线和效率。对于输送煤气或有毒气体，叶轮常采用耐腐蚀、抗冲刷的材质，如不锈钢（304, 316L）或更高等级的合金。转子总成在装配后必须进行严格的动平衡校正，将不平衡量控制在标准（如G6.3级）以内，这是保证风机平稳运行、避免振动超标的根本措施。 密封系统：气封与油封 气封（碳环密封）：在风机腔体与主轴贯穿处，必须防止输送的煤气泄漏到大气中（外泄）或大气进入风机内部（内吸）。碳环密封是此类风机常用的气封形式。它由数个具有自润滑特性的碳环组成，在弹簧力作用下紧密抱合主轴，形成动态密封。碳环具有极低的摩擦系数和良好的耐磨性，即使在少量干摩擦情况下也能短期工作，安全可靠，尤其适用于易燃易爆的煤气介质。油封：主要用于轴承箱的密封，防止润滑油从轴承箱泄漏，同时阻止外部灰尘、水分进入轴承。通常采用耐油橡胶制成的骨架油封，结构简单，更换方便。确保油封唇口完好、弹性充足是防止漏油的关键。 轴承箱
轴承箱是容纳和固定轴承（或轴瓦）、并建立稳定润滑油系统的部件。它为轴承提供精确的定位和支撑，其内部的油路设计确保润滑油能循环流动，对轴承进行润滑和冷却。轴承箱的清洁度、冷却水通道（如有）的畅通以及油位的高低，是日常巡检和维护的重点。

三、煤气风机常见故障与修理流程

风机在长期运行后，不可避免地会出现磨损和故障。一套规范、专业的修理流程是恢复设备性能、保障生产安全的必要条件。

常见故障分析：

振动超标：这是最常见的故障。原因包括：转子动平衡失效（叶轮结垢或磨损不均）、主轴弯曲、联轴器对中不良、轴承（轴瓦）磨损间隙过大、地脚螺栓松动等。 轴承温度过高：原因可能是润滑油油质恶化或油量不足、冷却系统故障、轴承（轴瓦）装配间隙过小、负载过大等。 性能下降（压力、流量不足）：可能由于密封间隙（如叶轮与机壳间的口环密封）磨损过大导致内泄漏增加、进口过滤器堵塞、转速下降或叶轮本身腐蚀磨损严重。 异常声响：摩擦声可能来自密封件与主轴接触；撞击声可能来自内部零件松动；周期性噪音可能与轴承损坏有关。

专业修理流程：

停机、隔离与安全准备：彻底切断电源，并挂上“禁止合闸”警示牌。关闭进出口阀门，对风机进行氮气吹扫置换，确保设备内部可燃、有毒气体浓度降至安全范围后方可进行拆卸。这是检修煤气风机最重要的安全步骤。 拆卸与清洗：按顺序拆卸联轴器护罩、联轴器、油管路、密封组件、轴承箱端盖等，最后吊出转子总成。所有零件使用专用清洗剂彻底清洗，并做好标记，分类摆放。 全面检测与评估：主轴：检查直线度（矫直或更换）、轴颈表面磨损情况（可进行磨削修复或喷涂）。叶轮：检查叶片磨损、腐蚀及裂纹（渗透探伤）。轻微磨损可堆焊修复，严重则需更换。修复后必须重新进行动平衡校验。轴瓦：检查巴氏合金层有无剥落、裂纹、烧损。测量轴瓦间隙，若超差则需重新刮研或更换。密封：检查碳环密封的磨损量和弹簧弹力，通常建议直接更换新件。检查油封唇口是否老化开裂。 机壳与静止部件：检查有无裂纹或腐蚀。 修复与更换：根据检测结果，对可修复的零件进行机加工修复（如车、磨、镀），对不可修复或经济上不划算的零件进行更换。所有更换件必须符合原设计图纸和材质要求。 精确装配：严格按照装配工艺进行。确保轴承（轴瓦）间隙、叶轮与机壳的轴向和径向间隙在标准范围内。对联轴器进行激光对中，确保其径向和端面误差在允许值内。这是减少振动和延长设备寿命的关键步骤。 调试与验收：恢复管路和防护，加注合格的润滑油。点动试车无误后，进行空载试运行，监测振动、温度、噪音。各项指标合格后，逐步加载至额定工况，验证其压力、流量等性能参数是否恢复。

四、工业气体输送风机的特殊考量

当风机用于输送SO₂、NOₓ、HCI、HF、HBr等酸性或有毒工业气体时，其设计和维护的复杂性急剧增加。

材质耐腐蚀性：普通碳钢在此类介质中会迅速腐蚀失效。必须根据气体成分、浓度、温度和湿度选择合适的高级耐腐蚀材料。例如：输送湿氯气、氯化氢，常选用哈氏合金C-276、蒙乃尔合金。输送二氧化硫，可选用316L不锈钢或更高等级的合金。输送氟化氢，蒙乃尔合金是常见选择。叶轮、机壳、密封部件等所有与介质接触的部分均需采用耐蚀材料。 密封系统的极致要求：对于剧毒气体，任何微量的泄漏都是不可接受的。除了高性能的碳环密封，有时还需采用双端面机械密封并配以阻塞液（隔离液）系统，形成双重保险，确保“零泄漏”。 安全与环保设计： 壳体设计：机壳通常设计为更高的承压等级，以应对可能的异常工况。 监测系统：必须在风机房安装有毒气体泄漏检测报警器。 防腐涂层：对于不与介质直接接触的外部部件（如轴承箱外表面、底座），也应考虑采用耐酸漆等防护涂层，以防意外泄漏或环境腐蚀。 冲洗与排放：对于易结晶或聚合的气体，可能需要设计蒸汽或溶剂冲洗接口，便于停机时清理。

结论

AI(M)180-1.1/0.98煤气风机作为AI(M)系列的代表型号，体现了单级悬臂风机结构简单、维护方便的特点。深入理解其型号含义、核心配件功能以及规范的修理流程，是保障其长期稳定运行的基础。而当风机应用于输送各类工业酸性有毒气体时，必须在材质选择、密封技术和安全防护上进行全面升级。作为风机技术人员，我们不仅要掌握设备的“解剖学”与“病理学”，更要具备根据特定介质“对症下药”的能力，从而为现代工业的安全生产和环境保护提供坚实可靠的动力保障。

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