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煤气风机AII(M)1250-1.1043/0.808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、AII(M)1250-1.1043/0.808、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、 煤气加压风机基础与系列概览

在冶金、化工、环保及气体制造等行业中,煤气及各类工业气体的安全、高效输送是生产流程中的关键环节。煤气加压风机作为核心动力设备,其选型、运行与维护直接关系到整个系统的稳定与能效。根据结构、压力及适用介质的不同,煤气风机发展出多个系列,以满足多样化的工况需求。

“C(M)”型系列多级煤气加压风机:采用多级叶轮串联结构,每级叶轮都能提升气体的压力,因此该系列风机特别适用于输送压力要求高但流量相对适中的场合。其结构相对复杂,但能效较高,是传统工业煤气加压站的常见机型。 “D(M)” 型系列高速高压煤气加压风机:此系列风机通过采用极高的转速来达到单级或两级叶轮即产生高压的目标。它通常与增速齿轮箱集成,结构紧凑,适用于对设备占地面积有严格要求、且需要高压输出的工况,但对转子动平衡及轴承系统要求极高。 “AI(M)” 型系列单级悬臂煤气加压风机:其结构特点是叶轮悬臂安装在主轴的一端,结构简单、紧凑,制造成本相对较低。适用于中低压、中小流量的工况。由于是悬臂结构,其运行稳定性对转子动平衡精度和轴承寿命更为敏感。 “S(M)” 型系列单级高速双支撑煤气加压风机:这是一种结合了高速技术与双支撑优点的风机。双支撑结构确保了转子在高速运行下的稳定性,使其能够承受更高的载荷和冲击,适用于流量大、转速高的苛刻环境。 “AII(M)” 型系列单级双支撑煤气加压风机:这是我们本文重点探讨的型号系列。它采用单级叶轮和主轴两端支撑的结构,兼具了单级风机结构相对简单和双支撑结构运行稳定可靠的优点,特别适用于大流量、中高压的煤气输送工况,是当前许多大型工业项目中的主力机型。

这些风机系列不仅用于输送常规的焦炉煤气、高炉煤气等,经过特殊的材质选择和密封设计,它们同样能够胜任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)及其他特殊有毒气体的任务,在环保脱硫脱硝、化工合成等领域发挥着不可或缺的作用。

二、 核心机型解析:AII(M)1250-1.1043/0.808煤气风机

AII(M)1250-1.1043/0.808这一型号完整地定义了该风机的系列、结构、性能和工况参数。我们对其进行逐项解码:

系列代号:“AII(M)” “AII”:代表这是AII系列单级双支撑结构的煤气风机。与“AI(M)”的悬臂结构不同,双支撑意味着风机主轴的两端都由轴承支承,叶轮位于两个轴承之间。这种结构力学模型合理,转子刚性更好,运行平稳,振动小,特别适合处理大流量、有一定载荷波动的工况。 “(M)”:此标识具有双重含义。首先,它明确指代“煤气风机”。其次,在更专业的情境下,它特指适用于输送混合煤气。混合煤气的成分复杂,可能含有多种杂质和腐蚀性成分,因此对风机内部材质的耐腐蚀性有特定要求。 流量参数:“1250” 这表示风机在额定工况下的容积流量为每分钟1250立方米。这是一个非常重要的选型参数,直接体现了风机的输送能力。用户需要根据自身工艺系统的总气量需求来选择具有合适流量范围的风机。 压力参数:“-1.1043/0.808” “-1.1043”:表示风机的出口压力为-1.104个大气压(表压)。这里的负号“-”在风机领域通常表示“升压”,即风机将气体压力提升了1.104个大气压。换算成国际单位制常用单位千帕(kPa),约为 1.104 * 101.325 ≈ 111.8 kPa。它代表了风机克服管网阻力并赋予气体动能的能力。 “/0.95”:表示风机的进口压力为0.95个大气压(绝对压力)。这个参数至关重要,因为它定义了风机工作的起点。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。进口压力低于1个大气压,说明风机可能是从某个负压系统(如化产回收装置)中抽吸气体。

综合工况解读:
AII(M)1250-1.1043/0.808这台风机,是一台适用于输送混合煤气的大流量、单级双支撑加压风机。它从0.95个大气压(绝对压力)的进气端,每分钟抽吸1250立方米的煤气,并将其压力提升1.104个大气压(表压)后排出。其总压比的计算公式为:出口绝对压力除以进口绝对压力。即 (0.95 + 1.104) / 0.95 = 2.164 / 0.95 ≈ 2.28。这意味着该风机将煤气的压力提升了约2.28倍,性能强劲。

三、 煤气风机核心配件详解

风机的可靠运行依赖于各个精密配件的协同工作。以AII(M)系列为例,其核心配件包括:

风机主轴:作为风机的“脊梁”,主轴承载着叶轮等旋转部件,传递驱动力矩。它必须具有极高的强度、刚性和韧性,通常采用优质合金钢(如42CrMo)锻造而成,并经过调质热处理和精密加工,确保其机械性能和形位公差。主轴的临界转速必须远高于工作转速,以避免共振。 风机轴承与轴瓦:在AII(M)这类大型风机中,滑动轴承(即轴瓦)的应用远比滚动轴承普遍。轴瓦通常由巴氏合金(一种耐磨、减摩的白色合金)衬底制成,与主轴轴颈形成油膜润滑。其工作原理是依靠润滑油在轴颈与轴瓦之间形成一层稳定的压力油膜,将金属接触转化为液体摩擦,从而极大地降低磨损和振动。轴瓦的间隙调整、刮研精度和润滑系统的清洁度是保证其寿命的关键。 风机转子总成:这是一个核心的旋转组件,通常包括主轴、叶轮、平衡盘(如有)、联轴器等。叶轮是直接对气体做功的部件,其型线设计、材质选择和动平衡精度直接决定风机的效率、性能和振动水平。对于输送腐蚀性气体,叶轮需选用不锈钢(如304、316L)或更高级别的耐腐蚀合金。转子总成在装配后必须进行高速动平衡校正,其残余不平衡量需严格控制在标准(如G6.3级或更高)以内。 密封系统:这是防止介质泄漏和外部空气进入的关键,尤其在输送有毒有害气体时至关重要。 气封(迷宫密封):在叶轮入口和级间等位置,利用一系列环形齿片与轴形成微小间隙,气体每通过一个齿隙都会产生节流效应,从而有效降低内部气体向外的泄漏量。它是一种非接触式密封,可靠性高。 油封:主要用于轴承箱的两端,防止润滑油从轴承箱泄漏,并阻挡外部灰尘和杂质进入轴承区域。常见的有骨架油封和迷宫式油封组合使用。 碳环密封:在输送特殊、贵重或有毒气体时,这是一种高效可靠的轴端密封。由多个碳环组成,在弹簧力作用下紧贴在一个专用的密封套上,随轴一起旋转,形成相对运动的密封副。它具有自润滑、耐高温、磨损小和密封效果好的优点,是替代传统填料密封的理想选择。 轴承箱:它是容纳风机主轴轴承(轴瓦)和润滑油的密闭箱体。其结构设计需保证轴承的稳定支撑和充分润滑,内部通常集成有润滑油路、冷却水腔(用于冷却润滑油)以及温度和振动监测传感器的接口。

四、 煤气风机的维护与修理

定期的维护和及时的修理是保障风机长周期安全运行的生命线。

日常维护要点振动与温度监测:使用在线监测系统或便携式点检仪,定期检查轴承座部位的振动速度和温度,建立趋势图,一旦发现异常升高立即预警。 润滑油分析:定期取样分析润滑油的粘度、水分含量和金属磨粒,可预判轴承的磨损状态。 密封检查:定期检查气封、油封和碳环密封是否有泄漏迹象。对于碳环密封,需关注其磨损情况,确保压紧弹簧力正常。 常见故障与修理流程振动超标:这是最常见的故障。原因可能包括转子结垢导致动平衡破坏、叶轮磨损、轴瓦磨损间隙过大、对中不良等。修理时需停机,拆卸检查,对转子进行清理或修复后重新进行动平衡校正,更换磨损的轴瓦,并重新精确找正。 轴承温度高:原因可能是润滑油油质恶化、油路堵塞、冷却水不足、轴瓦刮研不当或负载过大。需检查清洗润滑系统,更换润滑油,确保冷却水畅通,必要时重新刮研或更换轴瓦。 性能下降(压力、流量不足):可能由于内部密封间隙(如气封、叶轮与机壳间隙)因磨损而过大,导致内泄漏严重。需解体风机,测量各部间隙,更换或修复磨损件,恢复设计间隙。 气体泄漏:若轴端发生气体泄漏,通常是碳环密封或填料密封失效。应立即停机更换密封件,并检查密封套的磨损情况。

大修注意事项:风机大修是一项系统工程。必须严格按照拆卸顺序,使用专用工具,并对所有拆下的零件进行清洗、探伤(如磁粉探伤检查主轴和叶轮有无裂纹)和尺寸精度测量。回装时,要严格控制各部配合间隙,如轴瓦顶隙和侧隙、叶轮与机壳的径向和轴向间隙等,并最终完成转子的动平衡和整机的对中。

五、 输送各类工业气体的特殊考量

当风机用于输送SO₂、NOₓ、HCl、HF、HBr等酸性或有毒工业气体时,设备的选材和防护措施需进一步提升。

材质升级:普通碳钢在此类环境中会迅速腐蚀。叶轮、机壳、主轴(与介质接触部分)等核心过流部件需根据气体成分和浓度选用超级奥氏体不锈钢(如904L)、双相钢(如2205)、哈氏合金(如C-276)甚至钛材。密封材质也需相应升级,例如采用特殊合金或聚四氟乙烯(PTFE)包覆的碳环。 密封强化:对于极度危险或剧毒气体,干气密封串联式碳环密封配合氮气阻塞系统成为标配。通过向密封腔通入压力稍高的惰性氮气,可以有效阻止有毒介质向外泄漏。 安全与监测:风机壳体需考虑防爆设计。在所有可能泄漏的位置设置气体浓度检测探头。润滑系统需与密封气系统联锁,确保密封气压力始终高于润滑油压力,防止油进入介质侧或气体进入轴承箱。

结论
AII(M)1250-1.1043/0.808煤气风机作为AII系列的代表,展现了大流量、双支撑结构的稳定优势。深入理解其型号含义、核心配件的工作原理以及针对不同工业气体的适应性设计,是进行正确选型、实现高效运行和开展精准维护修理的基础。随着工业技术的不断发展,对风机的效率、可靠性和环保安全性提出了更高要求,这要求我们风机技术人员不断学习,精益求精,才能保障生产系统的长治久安。

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