煤气风机AI(M)400-1.18/0.98技术详解与工业气体输送风机综合指南

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煤气风机AI(M)400-1.18/0.98技术详解与工业气体输送风机综合指南

作者：王军（139-7298-9387）

关键词：煤气加压机、AI(M)400-1.18/0.98、风机配件、风机修理、工业气体输送、有毒气体风机、轴瓦、碳环密封

第一章：煤气加压风机基础与型号体系解析

煤气加压风机是冶金、化工、焦化、城市燃气等工业领域的关键设备，其核心作用是为煤气及其他工业气体在管网输送中提供必要的动力和压力，克服管道阻力，保证气体安全、稳定、连续地输送到使用点。煤气作为一种易燃、易爆、有毒且常含有杂质（如焦油、硫化氢、萘等）的介质，对输送风机的密封性、结构强度、耐腐蚀性及运行稳定性提出了极高要求。

一、煤气风机主要系列及其特点

根据结构形式和压力等级，常见的煤气加压风机主要分为以下几个系列，以适应不同的工况需求：

“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形式。气体每经过一级叶轮，压力就得到一次提升，因此能够提供较高的压升。其特点是流量范围广，压力高，运行平稳，适用于输送流量和压力要求均较高的长距离煤气输送工况。但由于级数多，结构相对复杂，轴向尺寸较长。 “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的设计来达到高压力的目标。通常配备有高速齿轮箱，转子在极高的转速下旋转，使单级叶轮也能产生很大的离心力，从而获得高压头。其特点是结构紧凑，单级压力高，但制造精度要求极高，对动平衡和润滑系统有严格标准。 “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。其结构特点是叶轮安装在主轴的一端（悬臂端），主轴另一端由轴承箱支撑。这种结构使得风机结构紧凑，轴向尺寸小，便于安装和维护。它适用于中低压、大流量的煤气输送场合，是应用非常广泛的一种机型。 “S(M)” 型系列单级高速双支撑煤气加压风机：该系列同样追求高压力，但与D(M)系列不同，它采用单级叶轮并辅以高转速，同时叶轮主轴由两侧的轴承座支撑（双支撑）。这种结构解决了悬臂转子在高速下的稳定性问题，转子刚性更好，临界转速更高，运行更稳定可靠，适用于高压工况。 “AII(M)” 型系列单级双支撑煤气加压风机：此系列风机叶轮位于两个支撑轴承之间，属于双吸或单吸双支撑结构。这种布局极大地增强了转子的刚性和稳定性，能够承受更大的负载和更恶劣的工况，振动小，寿命长，常用于输送流量大、对运行稳定性要求极高的场合。

二、核心型号AI(M)400-1.18/0.98深度解读

以用户指定的AI(M)400-1.18/0.98型号为例，我们对其进行全面解析：

“AI(M)”：这是风机的系列代号。“A”通常代表离心通风机，“I”在此处代表“单级悬臂”结构。“(M)”是一个至关重要的标识，它明确表示此风机是专门设计用于输送“混合煤气”（Mixed gas）的。煤气成分复杂，可能含有腐蚀性成分和水汽，因此(M)标识意味着风机在材料选择、密封形式等方面进行了特殊考量，以适应煤气介质。 “400”：此数值代表风机的流量，单位是立方米每分钟。即，该风机在设计工况下的额定输送能力为每分钟400立方米。这是选型时匹配用户工艺需求的核心参数之一。 “-1.18”：此数值代表风机的出口压力（或称背压），单位是标准大气压。这里的“-1.18”表示出口压力为负1.18个大气压（表压）。这通常意味着风机是作为引风机或抽气机来使用的。它安装在系统的末端或负压段，用于从炉窑、管道中抽取煤气，使其内部压力低于外界大气压。其绝对压力计算公式为：出口绝对压力 = 当地大气压 - 1.18 × 标准大气压。 “/0.95”：此数值代表风机的进口压力，单位同样是标准大气压。“0.95”表示进口压力为0.95个大气压（表压），也是一个负压状态。这表明风机是从一个本身已经是负压的系统（如化产回收装置后的煤气管道）中抽取气体。 全压头计算：风机的全压头（或称扬程）是其做功能力的体现，等于出口全压与进口全压之差。在不考虑气体密度变化的简化计算中，我们可以用压力差来理解其做功程度：风机产生的压力提升为 [-1.18 - 0.95] = -2.13 个大气压（表压）。这个负值进一步印证了其作为系统抽气源的角色，它需要克服整个系统的阻力，将气体从0.95个大气压（进口）提升到-1.18个大气压（出口），实际上是提升了气体的能量，使其能够被输送出去。风机的实际有效功用于克服这个压力差和管道阻力。

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（即常压吸入）。

第二章：煤气风机核心配件详解

一台高效、可靠的煤气风机，离不开其内部每一个精密配件的协同工作。以下对AI(M)系列风机的关键部件进行说明：

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。对于煤气风机，主轴必须具有极高的强度、刚性和韧性，以承受巨大的离心力、扭矩以及可能的振动载荷。材料通常选用优质合金钢（如40Cr、42CrMo），并经过调质热处理和精密加工，确保其机械性能。其临界转速必须远高于工作转速，以避免共振。 风机转子总成：转子总成是风机的“心脏”，它包括主轴、叶轮、平衡盘（如有）、联轴器等旋转部件的集合体。叶轮是核心中的核心，其设计（如叶片型线、出口角、宽度等）直接决定风机的性能（流量、压力、效率）。对于煤气介质，叶轮材质需考虑耐腐蚀性，常采用不锈钢（如304, 316）或进行特种涂层处理。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级或更高）以内，这是保证风机平稳运行、减小振动和噪音的先决条件。 风机轴承与轴瓦：在大型、重载的离心风机中，滑动轴承（即轴瓦）的应用比滚动轴承更为普遍。轴瓦通常由上下两半组成，内衬一层耐磨减摩的轴承合金（如巴氏合金）。其工作原理是靠高速旋转的主轴将润滑油带入轴与瓦之间，形成一层稳定的油膜，实现液体摩擦，从而具有承载力大、耐冲击、寿命长、运行平稳的优点。轴承箱则为轴瓦提供支撑和定位，并构成润滑油路系统。 密封系统：密封是煤气风机的生命线，防止有毒有害煤气外泄和润滑油进入机壳。 气封（迷宫密封）：安装在机壳与主轴贯穿处。它由一系列环状齿片与轴（或轴套）上的沟槽形成微小间隙，气体通过时产生多次节流膨胀，压力急剧下降，从而有效减少煤气沿轴向的泄漏。这是最常用的非接触式密封。油封：主要用于轴承箱两端，防止润滑油从轴承箱泄漏出来。通常采用骨架油封等接触式密封件。 碳环密封：这是一种高性能的接触式或半接触式机械密封。由多个碳环组成，在弹簧力作用下紧贴轴套表面，形成极佳的密封效果。相比于迷宫密封，碳环密封的泄漏量极低，特别适用于输送高危险性、高价值或要求零泄漏的介质（如前述的各种有毒工业气体）。但其成本较高，对安装和维护要求也更严格。

第三章：煤气风机常见故障与修理流程

风机的定期维护和及时修理是保障其长周期安全运行的关键。

一、常见故障分析

振动超标：这是最常见的故障。原因：转子动平衡破坏（叶轮结垢、磨损、叶片断裂）；对中不良（联轴器找正精度超差）；轴承/轴瓦磨损间隙过大；地脚螺栓松动；转子与静止件发生摩擦；基础刚性不足。 轴承/轴瓦温度过高：原因：润滑油油质不佳、油量不足或油路堵塞；轴瓦刮研不良，接触面积不够；冷却系统故障；轴承装配过紧；负载过大。 性能下降（压力、流量不足）：原因：转速未达额定值；进口过滤器堵塞或密封不严导致进气压力下降；叶轮磨损、腐蚀严重，间隙增大；机壳或管道泄漏。 异常声响：原因：轴承损坏的“咯咯”声；转子与静止件摩擦的“沙沙”声；喘振工况下的低频吼叫声。 煤气泄漏：原因：密封件（气封、碳环密封）磨损、老化失效；机壳结合面垫片损坏。

二、专业修理流程

前期准备与停机：办理完备的停机、置换、动火作业票证。彻底切断电源，挂警示牌。将风机内部煤气用惰性气体（如氮气）进行置换，直至检测合格，确保安全。 解体与清洗：按顺序拆卸进出口管路、联轴器护罩、仪表线、上机壳、转子总成等。使用专用清洗剂彻底清除叶轮、机壳等部件上的油污和结垢。 检查与测量：这是修理的核心环节。转子：送专业动平衡机进行校验和校正。检查叶轮有无裂纹、磨损，必要时进行补焊或更换。轴瓦：检查巴氏合金层有无剥落、裂纹、烧毁。测量轴瓦与轴的顶间隙、侧间隙，使用压铅法进行。若间隙超标或接触不良，需由高级钳工进行刮研修复。主轴：检查有无弯曲、裂纹、磨损。测量各装配部位的径向圆跳动和轴肩端面圆跳动。密封：检查迷宫密封齿的磨损情况，检查碳环密封的环体磨损量和弹簧弹力。机壳：检查有无裂纹、腐蚀。 修复与更换：对不合格的零件，能修复的按工艺修复（如刷镀、喷涂修复轴颈），不能修复的坚决更换。所有密封件、垫片建议大修时一律换新。 组装与对中：按拆卸的逆顺序进行组装，确保各部件清洁、到位。关键步骤是转子与电机的对中，必须使用百分表进行精确找正，确保径向和端面误差在允许范围内，这是避免振动的重要措施。 试运行与验收：修复完成后，先进行单机点动，无异常后进行空载运行，监测振动、温度、噪音。各项参数稳定合格后，逐步加载至满负荷运行，进行最终性能验收。

第四章：工业有毒气体输送风机的特殊考量

除了混合煤气，前述风机系列（C(M), D(M), AI(M), S(M), AII(M)）经过特殊设计和选材，同样可用于输送各类腐蚀性、有毒的工业气体。这对风机提出了更苛刻的要求。

材料选择：必须根据气体成分和工况（温度、浓度）选择耐腐蚀材料。 输送二氧化硫(SO₂)气体：SO₂遇水形成亚硫酸，腐蚀性强。风机过流部件（叶轮、机壳）需选用316L不锈钢甚至更高级别的双相不锈钢、哈氏合金。 输送氯化氢(HCl)、氟化氢(HF)气体：这是强腐蚀性气体，特别是HF能腐蚀玻璃和大多数金属。必须选用蒙乃尔合金、因科镍合金或采用内衬塑料（如PTFE）、橡胶等非金属材料。 输送氮氧化物(NOₓ)气体：NOₓ气体也具有腐蚀性，且可能形成硝酸。通常选用304、316不锈钢。 输送溴化氢(HBr)气体：HBr腐蚀性强，需采用哈氏合金或特殊合金。 密封升级：对于剧毒气体，必须追求“零泄漏”。迷宫密封可能已无法满足要求，需要采用干气密封或** tandem式碳环密封**等更高等级的密封形式，并设置泄漏检测和收集系统。 结构设计：焊接结构应避免缝隙，防止腐蚀介质积聚。所有接触介质的表面应进行抛光处理，减少腐蚀点。 安全规范：风机必须置于通风良好的区域，配备气体泄漏检测报警仪。检修前必须进行彻底吹扫和隔离，检修人员需佩戴正压式空气呼吸器等专业防护装备。

结论

煤气加压风机及工业气体输送风机是现代工业不可或缺的动力设备。深入理解其型号含义、掌握核心配件的功能与特点、遵循科学的故障诊断与修理流程，并针对不同介质的腐蚀特性进行专项设计和维护，是确保风机安全、高效、长寿命运行的根本。对于AI(M)400-1.18/0.98这类特定型号，明确其作为系统抽气源的工况角色，是进行正确选型、安装和操作维护的基础。作为一名风机技术从业者，不断深化对这些专业知识的掌握，是保障生产安全与效率的责任所在。

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