煤气风机AI(M)1740-1.3796/1.0329技术详解与工业气体输送应用

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煤气风机AI(M)1740-1.3796/1.0329技术详解与工业气体输送应用

作者：王军（139-7298-9387）

关键词：煤气加压机、AI(M)1740风机、风机配件修理、工业酸性气体输送、有毒气体风机、轴瓦轴承、碳环密封

一、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、煤气制取等行业的核心动力设备，主要负责对焦炉煤气、高炉煤气、发生炉煤气及各种混合煤气进行安全、稳定、高效的输送与加压。其工作原理基于离心式通风机的能量转换定律，即通过高速旋转的叶轮对气体做功，将电动机的机械能转化为气体的压力能和动能。其基本理论遵循欧拉涡轮方程，即风机对单位质量气体所做的理论功等于气体在叶轮进口和出口处的动量矩变化。

根据结构形式、压力等级和介质特性的不同，煤气加压风机形成了多个系列，以适应不同的工况需求：

C(M)型系列多级煤气加压风机：采用多级叶轮串联结构，每级叶轮都对气体进行一次加压，因而能实现较高的压比。其总压升近似等于各级压升之和。该系列风机流量稳定，适用于中高压、大流量的煤气输送工况，如长距离管道输送煤气。 D(M)型系列高速高压煤气加压风机：通常采用齿轮箱增速，使主轴和叶轮达到每分钟上万转的超高转速。根据离心力公式（离心力与转速的平方成正比），在叶轮尺寸不变的情况下，极高的转速能产生巨大的离心力，从而单级叶轮即可提供极高的出口压力。该系列风机结构紧凑，效率高，适用于对压力要求极为苛刻的工艺环节。 AI(M)型系列单级悬臂煤气加压风机：其结构特点是叶轮安装在主轴的一端，呈悬臂状。这种结构简单，制造和维修方便。由于是单级叶轮，其单级压升能力有限，但流量范围广，广泛应用于中低压、大风量的煤气加压站。 S(M)型系列单级高速双支撑煤气加压风机：同样追求高转速以获取高压，但其转子采用两端支撑的结构，运行稳定性优于悬臂式，能适应更高的转速和更大的叶轮重量，是高速高压领域的高可靠性选择。 AII(M)型系列单级双支撑煤气加压风机：与AI(M)型同为单级，但叶轮位于两个轴承之间，转子动力学性能优异，运行平稳，振动小，承载能力强，适用于介质密度较大或对运行稳定性要求极高的场合。

核心型号AI(M)1740-1.3796/1.0329的深度解读：

以本文核心型号为例，其命名规则蕴含着丰富的技术信息：

“AI(M)”：代表这是AI系列的悬臂单级煤气风机，括号中的“(M)”特指用于输送混合煤气。 “1740”：表示风机在设计工况下的额定流量为每分钟1740立方米。这是风机选型的核心参数之一。 “-1.3796”：表示风机出口处的绝对压力为1.3796个标准大气压。这是一个正压值，意味着风机对煤气进行了压缩，使其压力高于环境大气压。 “/1.0329”：斜杠后的数值表示风机进口处的绝对压力为1.0329个标准大气压。这表明进气源本身带有微正压。

该型号完整描述了一台用于输送混合煤气、流量为1740立方米/分钟、将煤气从1.0329个大气压加压至1.3796个大气压的单级悬臂离心式风机。其产生的实际压差为出口压力减去进口压力，即0.3467个大气压（约35kPa）。

作为对比，型号“AI(M)600-1.124/0.95”则表示：流量600立方米/分钟，出口压力为-1.124个大气压（负压，即真空状态），进口压力为0.95个大气压。这是一台用于抽吸煤气的引风机，它在进口端创造真空，将煤气从0.95个大气压的环境中“吸”进来，并压缩到-1.124个大气压后排出。

二、 AI(M)1740风机核心配件结构与功能剖析

一台高性能的煤气风机，其可靠性依赖于各个精密配件的协同工作。以下是AI(M)1740型风机的关键部件详解：

风机主轴：作为风机的“脊梁”，主轴承担着传递扭矩、支撑叶轮高速旋转的核心任务。它必须采用高强度合金钢锻造，并经过精密的切削加工和热处理（如调质处理），以获得极高的强度、韧性和疲劳极限。其动平衡精度等级要求极高，任何微小的不平衡量都会在高速下被放大，导致剧烈振动。 风机转子总成：这是风机的“心脏”，由主轴、叶轮、平衡盘（如有）、联轴器等部件组成的一个高速旋转整体。叶轮通常采用后向叶片设计，以获得较平坦的功率-流量特性曲线，避免电机过载。转子总成在组装后必须进行整体动平衡校正，确保其在工作转速下振动值低于国际标准（如ISO 1940 G2.5级）允许的范围。 风机轴承与轴瓦：对于AI(M)1740这类中型风机，滑动轴承（即轴瓦）是常见选择。轴瓦由钢背和其内表面浇铸的巴氏合金层构成。巴氏合金质地软、顺应性好、嵌入性好，能在启动和停机阶段与轴颈形成良好的润滑状态。其润滑依赖于一套强制供油系统，润滑油在轴颈与轴瓦间形成稳定的压力油膜，实现完全的液体摩擦，摩擦力小，损耗低。轴承箱则是容纳轴承、储存润滑油并保证其密封的部件。 气封与油封：气封：通常指叶轮轮盖处的密封，用于防止高压侧的气体大量泄漏到低压侧，从而维持风机的容积效率。在煤气风机中，迷宫密封是常见形式，它通过一系列连续的节流齿隙，使气体逐级膨胀，有效降低泄漏量。油封：主要用于轴承箱两端，防止润滑油从箱体内泄漏，同时阻止外部灰尘、水分等污染物进入。常用的是骨架油封或迷宫式油封。 碳环密封：这是现代风机在介质密封方面的一项先进技术，尤其适用于有毒、易燃易爆的煤气介质。它由数个具有自润滑特性的特殊石墨环组成，在弹簧力的作用下紧贴轴套表面，形成多道径向接触式密封。相比于传统迷宫密封，碳环密封的泄漏量极低，能极大地提升设备的安全性和环保性，是输送危险气体的首选密封方案。

三、煤气风机常见故障与系统性修理流程

风机的修理是一项系统工程，需遵循“诊断-分解-修复-组装-测试”的严谨流程。

常见故障分析：

振动超标：可能原因包括转子动平衡失效（叶轮结垢或磨损）、对中不良、轴承（轴瓦）磨损、地脚螺栓松动或基础刚性不足。诊断需结合振动频谱分析。 轴承温度高：根源可能是润滑油油质劣化、供油不足或油路堵塞；轴瓦间隙过小或巴氏合金层脱落；冷却系统效率下降。 性能下降（压力、流量不足）：通常由内部泄漏增大（密封磨损）、叶轮腐蚀或磨损导致流通面积变化、转速下降或进气过滤器堵塞引起。 异常声响：金属摩擦声可能来自内部动静件碰磨；不规则的撞击声可能预示零部件松动。

系统性修理流程：

前期准备与拆卸：办理安全作业票，切断电源，关闭进出口阀门并盲板隔离，进行气体置换（通常用氮气）至安全标准。然后按顺序拆卸联轴器护罩、管路、仪表线，吊开上机壳，最后小心吊出转子总成。 核心部件检查与修复： 转子总成：送至专业动平衡机进行校验。若不平衡，可在叶轮指定位置进行去重或配重。检查叶轮焊缝有无裂纹，叶片有无腐蚀减薄，必要时进行补焊或整体更换。主轴：进行磁粉探伤或超声波探伤，检查有无裂纹。测量各轴颈部位的径向圆跳动和尺寸公差，超差需进行修复性磨削或镀铬处理。轴瓦：检查巴氏合金层有无磨损、剥落、裂纹和烧熔现象。测量轴瓦间隙（通常用压铅法），若间隙超过设计值的1.5倍，必须更换新轴瓦。新轴瓦需进行刮研，确保其与轴颈的接触角和要求。 密封系统：检查迷宫密封齿的磨损情况，磨损严重需更换密封体。碳环密封检查环的磨损量和弹簧弹力，按标准进行更换。 机壳与基础：检查机壳有无裂纹或腐蚀，基础有无下沉或开裂。 精密组装与对中：所有零件清洗干净后，按拆卸的逆序进行组装。关键环节包括：确保各部配合间隙（如叶轮与机壳的轴向间隙、气封间隙）符合图纸要求；采用双表法或激光对中仪进行风机与电机主机的精确对中，对中误差应控制在0.05mm以内。 试运行与验收：修理完成后，先进行单机点动，确认无摩擦。然后空载运行2-4小时，监测振动、轴承温度、噪声等参数。一切正常后，逐步加载至额定工况进行性能测试，验证其流量、压力是否恢复至设计水平。

四、输送各类工业酸性及有毒气体的风机技术要点

输送腐蚀性、有毒工业气体对风机提出了远超常规煤气风机的苛刻要求。

共性技术要求： 材料升级：与腐蚀性介质接触的过流部件（机壳、叶轮、密封等）必须选用耐腐蚀材料。例如，对于二氧化硫(SO₂)、氯化氢(HCl)等湿酸性气体，常选用316L不锈钢、2205双相不锈钢；对于氢氟酸(HF)气体，因其能腐蚀含硅材料（如石墨），需选用蒙乃尔合金。 密封绝对可靠：必须采用泄漏率极低的密封形式，如碳环密封或干气密封，杜绝有毒气体外泄，保障人员和环境安全。 安全设计：风机壳体通常按压力容器标准进行设计和制造，确保强度。电气设备需采用防爆型。设置泄漏检测报警系统和联锁停机装置。 特定气体输送要点： 输送二氧化硫(SO₂)气体：SO₂遇水形成亚硫酸，腐蚀性极强。风机需全程保温，防止气体温度降至露点以下产生冷凝酸。叶轮推荐使用高牌号不锈钢如904L或哈氏合金C-276。 输送氮氧化物(NOₓ)气体：NOₓ气体成分复杂，可能在某些条件下形成硝酸。材料选择需兼顾氧化性和还原性环境的耐腐蚀性，316L不锈钢是常见选择。 输送卤化氢气体(HCl, HF, HBr)：这是最具挑战性的工况之一。特别是HF，它能深刻蚀玻璃和含硅材料，因此密封和仪表的选择需格外注意。全蒙乃尔合金结构是输送HF气体的经典方案。所有密封面、法兰连接处必须采用特氟龙或柔性石墨垫片。 输送其他特殊有毒气体：如光气、氰化氢等，除了上述材料与密封要求，风机的整体设计应追求零泄漏，并常常与负压抽吸系统联用，确保任何微小泄漏都会被立即抽走处理。

综上所述，从基础的煤气输送到复杂的工业有毒气体处理，风机技术是一个集空气动力学、材料科学、机械制造与化工工艺于一体的综合性领域。深入理解风机型号背后的参数意义，掌握其核心配件的结构与维护要点，并针对不同介质的特性进行专项设计和维护，是确保风机长周期、安全、稳定运行，进而保障整个工业生产连续性的关键。

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