煤气风机AI(M)80-1.08/0.96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)80-1.08/0.96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：煤气风机、AI(M)80-1.08/0.96、风机配件、风机修理、工业气体输送、有毒气体、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、环保等行业，负责为煤气及其他工业气体提供动力，克服管网阻力，确保气体安全、稳定、高效地输送。根据结构、压力和流量特性的不同，煤气风机主要分为以下几个系列：

“C(M)”型系列多级煤气加压风机：采用多级叶轮串联结构，每级叶轮均能提升气体压力，总压比高。适用于中低压、大流量的煤气输送工况，结构紧凑，效率较高。 “D(M)”型系列高速高压煤气加压风机：采用高转速设计，通常与增速齿轮箱集成，能在单级或较少级数下实现很高的排气压力。适用于高压、小流量的苛刻工况，对制造精度和动平衡要求极高。 “AI(M)”型系列单级悬臂煤气加压风机：叶轮悬臂安装在主轴一端，结构简单，维护方便。适用于中低压、中小流量的工况，是应用最广泛的机型之一。 “S(M)”型系列单级高速双支撑煤气加压风机：叶轮位于两个支撑轴承之间，转子稳定性好，适用于高转速、高压力的工况，能有效减小轴的挠度，提高运行可靠性。 “AII(M)”型系列单级双支撑煤气加压风机：与S(M)系列类似，采用双支撑结构，但可能在设计参数和适用领域上有所侧重，同样具备良好的刚性，适用于负载较重的场合。

上述型号中的“(M)”代表该类风机可用于输送混合煤气。此外，这些风机经过特殊的材料选择和密封设计，同样能够安全输送多种具有腐蚀性、毒性的工业气体，如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)及其他特殊有毒气体。

型号命名规则详解：

以鼓风机型号"AI(M)600-1.124/0.95"为例：

"AI(M)"：表示“AI系列悬臂单级煤气风机”。与之对应的"AII(M)"则表示“AII系列单级双支撑结构煤气风机”。 "(M)"：在"AI(M)"和“AII(M)”中，特指用于输送“混合煤气”。 "600"：表示风机的流量为每分钟600立方米。 "-1.124"：表示风机的出风口压力为-1.124个大气压（表压，即相对于大气压的负压）。 "/0.95"：表示风机的进风口压力为0.95个大气压（表压）。如果型号中没有“/”及后续数字，则默认进风口压力为1个标准大气压。

二、核心机型深度剖析：煤气风机AI(M)80-1.08/0.96

本章节将聚焦于型号为AI(M)80-1.08/0.96的煤气风机，进行全方位的技术说明。

1. 型号解读与性能参数

型号：AI(M)80-1.08/0.96 系列：AI(M)系列，单级悬臂式煤气加压风机。流量：80 m³/min。这表明该风机在标准状态下，每分钟能够输送80立方米的煤气。 进口压力：0.95个大气压（绝对压力约为0.95 * 101.325 ≈ 96.26 kPa）。这是一个略低于标准大气压的入口条件。 出口压力：-1.08个大气压（表压）。此值为负压，表明该风机在出口端产生的压力低于大气压，常用于抽吸或维持系统负压的工况。其绝对压力约为 (1 - 1.08) * 101.325 ≈ -8.11 kPa (表压)。 压升计算：风机的总压升为出口绝对压力减去进口绝对压力。但在此类负压型号中，我们更关注其提供的压力差。其产生的压力差约为 (0.95 - (1 - 1.08)) * 101.325 ≈ (0.95 - (-0.08)) * 101.325 ≈ 1.03 * 101.325 ≈ 104.36 kPa。这表明风机实际上提供了约104.36千帕的压力提升，用于克服系统阻力。 应用场景：该风机适用于流量要求不大，但需要在一定负压条件下工作的煤气输送、回收或废气处理系统。其悬臂式结构使得安装和日常维护相对简便。

2. 关键配件与核心结构

煤气风机AI(M)80-1.08/0.96的性能和寿命很大程度上依赖于其精密设计和制造的关键配件。

风机主轴：作为转子的核心支撑和动力传递部件，通常采用高强度合金钢（如42CrMo）锻造而成，经过调质处理和精密磨削，具有极高的强度、韧性和耐磨性。其径向跳动和表面光洁度有严格标准，确保运行的平稳性和同心度。 风机轴承与轴瓦：对于此类中型风机，滑动轴承（即轴瓦）是常见选择。轴瓦通常由巴氏合金（一种锡锑铜合金）浇铸在钢背上面成，具有良好的嵌入性、顺应性和抗胶合能力，能有效吸收冲击和振动。轴承座内设有压力油润滑系统，形成稳定的油膜将转子“浮起”，避免金属直接接触，降低磨损。 风机转子总成：这是风机的“心脏”，由主轴、叶轮、平衡盘（如有）、联轴器等部件组成。叶轮作为核心做功部件，其材质根据输送介质而定：对于普通煤气可采用优质碳钢（如Q235B或45钢），对于腐蚀性气体则需采用不锈钢（如304、316L）或更高等级的耐蚀合金。叶轮需经过严格的动平衡校正（精度等级通常要求G6.3或更高），以消除在高速旋转时产生的离心力，保证风机平稳运行，振动值在国家标准允许范围内。 气封与油封：气封：安装在机壳与轴之间，用于减少或阻止高压气体从叶轮出口向进口或向大气泄漏。在煤气风机AI(M)80-1.08/0.96中，可能采用迷宫密封或更先进的碳环密封。迷宫密封通过一系列节流齿与间隙形成流动阻力来密封；碳环密封则利用多个碳环组成的密封组，具有良好的自润滑性和低摩擦特性，密封效果更佳，尤其在处理有毒、易燃煤气时至关重要。油封：主要用于轴承箱等润滑部位的密封，防止润滑油泄漏和外部杂质侵入。通常采用耐油橡胶或聚四氟乙烯（PTFE）等材料制成的唇形密封圈。 轴承箱：是容纳轴承（轴瓦）、润滑油并为其提供稳定支撑的壳体。它需要有足够的刚性和散热能力，内部设计有合理的油路，确保润滑油能均匀、充分地覆盖在轴颈表面。轴承箱通常配备温度传感器，实时监控轴承温度。 碳环密封：作为一种非接触式或微接触式的干气密封，在煤气风机中应用日益广泛。它由一系列精密的石墨环组成，依靠气体本身的压力和弹簧力实现密封。其优点是泄漏量小、寿命长、无需复杂的密封油系统，特别适合不允许介质被润滑油污染或介质有毒易燃的场合。

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。科学、规范的修理是恢复其性能、保障生产安全的关键。

1. 常见故障分析

振动超标：这是最常见的故障。原因包括：转子动平衡破坏（叶轮结垢或磨损不均）、主轴弯曲、轴承（轴瓦）磨损间隙过大、地脚螺栓松动、联轴器对中不良等。 轴承温度过高：原因可能是润滑油油质劣化或油量不足、轴瓦刮研不良导致接触面积不够、冷却系统故障、轴承装配间隙过小等。 性能下降（压力、流量不足）：可能由于叶轮磨损严重导致间隙增大、进口过滤器堵塞、密封（气封、油封）磨损严重导致内泄漏或外泄漏增大、转速下降等。 异常声响：金属摩擦声可能来自叶轮与机壳的刮擦；撞击声可能来自轴承损坏；气流的啸叫声可能与工况点偏离高效区或喘振有关。

2. 系统性修理流程（以煤气风机AI(M)80-1.08/0.96为例）

第一步：停机、隔离与拆卸

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，确保机内煤气浓度降至安全范围。依次拆卸联轴器护罩、联轴器、进出口管路软连接、仪表线缆。吊开上机壳，露出转子总成。谨慎吊出转子总成，放置在专用的V型铁或支架上。

第二步：零部件清洗与检查

使用清洗剂彻底清洗所有零部件，特别是轴承箱、油路、叶轮和密封部位。 重点检查项目：主轴：检查有无弯曲、裂纹、轴颈磨损和螺纹损伤。可用百分表测量主轴跳动。叶轮：检查有无裂纹、磨损、腐蚀和积垢。进行无损探伤（如磁粉或超声波）。轴瓦：检查巴氏合金层有无剥落、裂纹、烧损和磨损。测量轴瓦与轴颈的顶间隙和侧间隙，与标准值对比。密封：检查碳环密封的环体是否碎裂、磨损，测量密封间隙。检查迷宫密封的齿顶是否磨损。机壳：检查有无裂纹、腐蚀和磨损。

第三步：修理与更换

主轴：若弯曲可进行矫直，若轴颈磨损可采用镀铬、热喷涂等工艺修复，严重时更换新轴。叶轮：动平衡破坏需进行现场或离线动平衡校正。轻微磨损可堆焊后修磨，严重损坏则更换。新叶轮必须进行超速试验。轴瓦：间隙超差或合金层损坏需重新刮研或更换新瓦。刮研是一门关键技术，要求瓦面接触点均匀分布，达到规定标准。密封：磨损的碳环密封组必须整套更换。迷宫密封片损坏可更换密封片。 轴承箱：清理所有油路，确保畅通。

第四步：回装与对中

按拆卸的逆顺序回装所有部件。更换所有O型圈、垫片等密封件。在安装轴瓦时，要确保油路对准，紧力合适。转子就位后，手动盘车应灵活无卡涩。使用激光对中仪或百分表精确进行电机与风机的主轴对中，确保径向和轴向偏差在允许范围内。这是减少振动的关键步骤。

第五步：试运行与验收

加注规定牌号和数量的润滑油。点动电机，检查旋转方向是否正确。空载试运行：逐步启动，监测振动、温度、噪声等参数，运行稳定2小时以上。负载试运行：缓慢开启进出口阀门，逐步加载至额定工况，全面监测各项性能指标，确认达到煤气风机AI(M)80-1.08/0.96的设计要求。

四、工业有毒气体输送风机的特殊考量

输送如SO₂、NOₓ、HCl、HF、HBr等酸性、有毒工业气体时，对风机提出了远超普通煤气风机的苛刻要求。

1. 材料选择

主体材质：机壳、叶轮、主轴等通流部件需采用耐腐蚀材料。对于氯化氢、氟化氢等强腐蚀性气体，常选用哈氏合金C-276、蒙乃尔合金或高牌号不锈钢（如316L）。对于二氧化硫，304或316不锈钢通常可满足要求。氟化氢（HF）的腐蚀性极强，甚至需要采用蒙乃尔合金或特殊的内衬防腐材料（如聚四氟乙烯PTFE衬里）。

2. 密封技术

绝对可靠性：必须采用最高等级的密封形式，防止有毒气体外泄。碳环密封和干气密封是首选。对于极端危险的介质，可采用串联式密封，并在密封腔间通入惰性缓冲气（如氮气），确保即使主密封失效，有毒气体也不会泄漏到大气中。

3. 结构设计

无泄漏结构：采用双壳体设计、整体铸造机壳以减少焊缝。所有静密封面采用耐腐蚀金属缠绕垫片或PTFE垫片。 便于清洗和检修：考虑到某些气体可能冷凝成酸液，结构上应避免积液死角，并设置排液口。对于易聚合或结垢的气体，设计上应考虑在线清洗（CIP）接口。

4. 安全与监控

完备的监测系统：除了常规的振动、温度监测外，还应在轴承箱、密封腔等关键部位设置气体泄漏检测探头。 应急处理：风机应安装在通风良好的区域或设有强制通风的事故排风系统。联锁停机系统必须灵敏可靠。

五、总结

煤气加压风机及工业气体输送风机作为工业生产的动脉，其稳定运行至关重要。深入理解如煤气风机AI(M)80-1.08/0.96这样的具体型号的技术内涵，熟练掌握其核心配件的特性与维护要点，并建立起一套科学、严谨的故障诊断与修理体系，是每一位风机技术人员必备的技能。在面对更具挑战性的工业有毒气体输送任务时，必须在材料、密封、结构和安全监控上采取针对性的、更高标准的措施，才能确保生产的本质安全与长期稳定。随着技术的进步，更高效、更可靠、更智能的风机产品和技术将不断涌现，要求我们持续学习，与时俱进。

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