煤气风机基础知识及AI(M)150-0.93/0.77型号详解

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煤气风机基础知识及AI(M)150-0.93/0.77型号详解

作者：王军（139-7298-9387）
关键词：煤气风机、AI(M)150-0.93/0.77、风机配件、风机修理、工业气体输送、多级加压风机

引言

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，负责输送煤气、酸性气体、有毒介质等。风机性能直接关系到生产安全与效率。本文以AI(M)150-0.93/0.77型号为例，系统介绍煤气风机的基础知识、配件功能、维修要点及工业气体输送特性，并结合C(M)、D(M)、S(M)、AII(M)等系列对比分析，为风机技术人员提供实践参考。

一、煤气风机系列概述与型号解析

煤气风机根据结构和压力需求分为多种系列，每种系列针对特定工况设计：

C(M)型多级煤气加压风机：采用多级叶轮串联结构，适用于中低压、大流量场景，如高炉煤气输送。其级间导叶设计优化了气流稳定性，能耗较低。 D(M)型高速高压煤气加压风机：通过高转速转子（通常超10000转/分钟）实现高压输出，适用于长距离管道输送，但需配套精密润滑系统。 AI(M)型单级悬臂煤气加压风机：叶轮悬臂安装，结构紧凑，适用于中小流量、压力波动小的场合，维护便捷。 S(M)型单级高速双支撑风机：转子两端支撑，平衡性好，适合高速运行，常用于二氧化硫等腐蚀性气体处理。 AII(M)型单级双支撑煤气加压风机：双轴承支撑结构，承载力强，适用于重载工况，如输送含尘煤气。

型号命名规则以AI(M)150-0.93/0.77为例：

“AI(M)”：AI系列悬臂单级煤气风机，“(M)”代表混合煤气输送。 “150”：流量为150立方米/分钟。 “-0.93”：出风口压力为-0.93个大气压（相对压力）。 “/0.77”：进风口压力为0.77个大气压；若无“/”符号，则默认进风口压力为1个大气压。
同理，AI(M)600-1.124/0.95表示流量600立方米/分钟，出风口压力-1.124大气压，进风口压力0.95大气压。负压值表明风机在抽吸工况下运行，需确保密封系统可靠性。

二、AI(M)150-0.93/0.77风机结构与核心配件

该型号风机为悬臂式结构，主要配件包括主轴、轴承、转子总成、密封装置等，其设计兼顾效率与安全性。

风机主轴：
主轴采用42CrMo合金钢锻造，经调质热处理后硬度达HB250-280，确保高扭矩下的抗疲劳强度。轴颈表面镀铬处理，降低与轴瓦的摩擦系数，延长寿命。主轴动平衡精度需符合G2.5级标准，残余不平衡量小于1.5g·mm/kg，避免振动超标。 轴承与轴瓦：
采用滑动轴承（轴瓦），材质为锡青铜ZCuSn10P1，内衬巴氏合金层。轴瓦设计需满足流体动压润滑原理，通过油楔形成压力油膜，支撑主轴高速旋转。润滑油的动力粘度系数需保持在28-35cSt，油膜厚度计算公式为：
油膜厚度等于润滑油粘度乘以轴颈线速度再除以轴承单位面积载荷。
若油膜厚度不足，会导致干摩擦，引发烧瓦事故。 转子总成：
包括叶轮、平衡盘和联轴器。叶轮为后向叶片设计，材质为0Cr18Ni9不锈钢，气体流动效率达85%以上。平衡盘补偿轴向力，其推力面积需根据气体压差计算：
轴向推力等于叶轮前后压力差乘以叶轮投影面积。
转子组装后需进行超速试验，转速为额定值的1.2倍，持续30分钟无变形。 密封系统：气封：迷宫密封结构，齿片与轴间隙控制在0.15-0.25mm，减少煤气泄漏。 碳环密封：用于高压侧，石墨环在弹簧作用下紧贴轴面，适应热膨胀变形。油封：骨架油封阻隔润滑油外泄，材质为氟橡胶，耐温200℃。

轴承箱：
铸铁箱体内部设有油路循环通道，通过油泵实现强制润滑。油压需稳定在0.2-0.4MPa，油温不超过65℃，避免粘度下降。

三、风机常见故障与修理要点

煤气风机长期运行中，易因介质腐蚀、疲劳载荷等出现故障，需定期检修与针对性维护。

主轴磨损修理：
轴颈磨损量超0.3mm时，采用激光熔覆修复，涂层材料与基体结合强度需≥350MPa。修复后重新磨削至公差IT6级，表面粗糙度Ra≤0.8μm。 轴瓦失效处理：
巴氏合金层剥落时，需重新浇铸。浇铸前预热瓦坯至150℃，合金熔液温度控制在450±10℃，避免气孔缺陷。装配间隙按轴径的0.08%-0.12%调整，例如轴径100mm时间隙为0.08-0.12mm。 转子动平衡校正：
叶轮结垢或腐蚀会导致不平衡，需现场动平衡校正。根据振动相位角计算配重质量：
配重质量等于转子质量乘以振动幅值再除以校正半径乘以转速平方。
平衡后振动速度应≤4.5mm/s（GB/T 6075标准）。 密封系统维护：
碳环密封磨损后，密封间隙增大至0.5mm需更换。安装时预紧弹簧压缩量为原长的70%-80%，过紧会加剧摩擦升温。气封齿片倒钝处理，防止刮伤主轴。 轴承箱油液监测：
每季度取样检测润滑油酸值与颗粒物，酸值超过1.5mg KOH/g时换油。滤芯压差＞0.15MPa时更换，避免油路堵塞。

四、工业气体输送的特殊考量

煤气风机输送酸性或有毒气体时，需针对介质特性优化材料与工艺。

混合工业酸性气体：
如氯化氢（HCl）、氟化氢（HF）混合气，叶轮需采用哈氏合金C276，密封面喷涂碳化钨涂层。气体流速需控制在18-25m/s，低速易冷凝腐蚀，高速加剧冲蚀。 二氧化硫（SO₂）气体：
SO₂遇水生成亚硫酸，壳体需内衬316L不锈钢。风机进口温度需保持高于露点温度15℃以上，公式为：
露点温度等于气体中水蒸气分压对应的饱和温度。
S(M)系列风机常用于该工况，其双支撑结构适应高温变形。 氮氧化物（NOₓ）气体：
NOₓ具强氧化性，密封材料选用全氟醚橡胶，O型圈压缩率设计为20%-30%。风机停机时需用氮气吹扫，防止硝酸盐结晶卡涩转子。 溴化氢（HBr）气体：
HBr腐蚀性极强，转子动平衡需在装配后整体进行环氧树脂喷涂，涂层厚度0.3mm。C(M)多级风机需级间加装脱水装置，降低溴氢酸形成风险。 特殊有毒气体：
如氰化氢，风机壳体焊缝100%射线探伤，气密试验压力为设计压力的1.1倍。安全规范要求泄漏率低于10⁻⁶ Pa·m³/s，配套负压抽吸系统应急处理。

五、总结

煤气加压风机是工业气体输送的关键设备，AI(M)150-0.93/0.77等型号通过结构优化与材料升级，满足了复杂工况需求。技术人员需掌握配件特性与维修方法，同时根据气体性质选择风机系列：

C(M)型适用于大流量低压煤气，D(M)型适合高压输送， AI(M)型侧重经济性与维护便利，S(M)型和AII(M)型则针对腐蚀与高速场景。
未来，风机技术将向智能化监测方向发展，通过振动传感器与油液在线分析，实现预测性维护，进一步提升安全性与能效。

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