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煤气风机AI(M)1300-1.201/1.051基础知识详解

作者:王军(139-7298-9387)

关键词:煤气风机、AI(M)1300-1.201/1.051、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、 煤气加压风机概述及其在工业气体输送中的核心地位

煤气加压风机,作为工业流体输送领域的核心设备,主要负责为煤气及其他各类工业气体在管道网络中提供流动所需的动力和压力。其应用范围极为广泛,从传统的冶金、焦化、化工合成,到新兴的环保脱硫脱硝系统,都离不开这类风机的稳定运行。风机通过高速旋转的叶轮对气体做功,将机械能转化为气体的压力能与动能,从而克服管道阻力,实现气体的定向、定量输送。

根据气体介质的不同特性(如腐蚀性、毒性、爆炸性、粉尘含量等)和工艺对压力、流量的不同要求,衍生出了多种结构型式的煤气风机。其中,“C(M)”型系列多级煤气加压风机以其多级叶轮串联的结构,能够提供较高的压比,适用于输送压力需求高、但介质相对洁净的煤气场景。“D(M)” 型系列高速高压煤气加压风机则通常采用齿轮箱增速,使单级叶轮也能获得极高的线速度,从而在单级内实现高压升,结构紧凑,效率高,适用于对占地空间有要求的高压输送工况。而 “S(M)” 型系列单级高速双支撑煤气加压风机和 “AII(M)” 型系列单级双支撑煤气加压风机均采用转子两端支撑的结构,运行稳定性极佳,尤其适用于叶轮较重或存在一定不平衡力的工况,能输送多种工业气体。本文重点介绍的 “AI(M)” 型系列单级悬臂煤气加压风机,以其结构简单、维护便捷的特点,在中等流量和压力范围的煤气及工业气体输送中占据了重要地位。

特别需要指出的是,这些系列风机通过材料选择与结构优化,其应用已远超普通煤气的范畴,能够胜任多种苛刻介质的输送任务,例如:

混合工业酸性有毒气体:如化工流程中的混合尾气。 输送二氧化硫(SO₂)气体:广泛应用于烟气脱硫系统。 输送氮氧化物(NOₓ)气体:常见于硝酸生产和废气处理环节。 输送氯化氢(HCI)气体、输送氟化氢(HF)气体、输送溴化氢(HBr)气体:这些强腐蚀性、剧毒气体的输送,对风机的密封性和材料耐蚀性提出了极高要求。 输送其他特殊有毒气体:可根据具体气体特性进行定制化设计。

二、 AI(M)1300-1.201/1.051型号煤气风机深度解析

以型号 AI(M)1300-1.201/1.051为例,我们可以系统地解读其各项技术参数与性能指标。

系列代号“AI(M)”:这标志着该风机属于AI系列单级悬臂式煤气加压风机。其中,“A”代表其基本结构形式,“I”代表单级叶轮,“(M)”具有双重含义,既指明其主要用于输送煤气,也特指适用于输送“混合煤气”。悬臂式结构意味着叶轮安装在主轴的一端,另一端则由轴承箱支撑。这种设计简化了结构,使得转子拆卸和维护更为方便,无需拆卸进出口管路即可进行叶轮检修,是其显著优势。 流量参数“1300”:此数值表示风机在设计工况下的额定流量为每分钟1300立方米。这是风机选型的核心参数之一,直接关系到工艺系统的处理能力。用户需要根据自身系统的最大、最小及正常流量需求来匹配选择。 压力参数“-1.201/1.051”:这部分精确描述了风机的进出口压力状态。“/”符号前的“-1.201”表示风机出口处的相对压力为负1.201个大气压(即约为-121.4 kPa,表压)。这通常意味着风机处于系统的吸气段,作为引风机使用,从某一负压环境(如反应器、燃烧室)中抽取气体。“/”符号后的“1.051”则表示风机进口处的相对压力为正1.051个大气压(即约为5.18 kPa,表压)。这表明进口处已有微正压气源。整个压力标识完整地定义了风机需要克服的压差,即风机全压等于出口压力减去进口压力,在此例中约为负1.252个大气压。如果没有“/”及后续数字,则默认进口压力为1个标准大气压。

理解此型号,有助于我们掌握其工作场景:它很可能安装在一个前段有微正压、后段需要维持较高负压的系统中,负责稳定地抽吸和输送介质,流量高达1300m³/min。

三、 煤气风机核心配件功能与维护要点

一台高性能、长寿命的煤气风机,离不开其内部每一个精密配件的协同工作。以下对关键配件进行详细说明:

风机主轴:主轴是风机转子的骨架,承担着传递电机扭矩、支撑叶轮旋转的核心任务。它必须具有极高的强度、刚性和抗疲劳性能。通常采用优质合金钢(如42CrMo)经锻造、粗加工、热处理(调质)、精加工和磨削而成。其轴颈部位的尺寸精度、形位公差和表面粗糙度要求极高,直接关系到与轴承的配合精度和运行稳定性。在腐蚀性介质环境中,主轴表面可能还需进行喷涂等防腐处理。 风机轴承与轴瓦:对于AI(M)这类中型风机,滑动轴承(即轴瓦)的应用非常普遍。轴瓦通常由钢背衬和软合金衬层(如巴氏合金)构成,具有良好的嵌藏性、顺应性和抗冲击能力。其工作原理是依靠轴颈旋转带动润滑油形成动压油膜,将旋转部件“浮”起来,实现液体摩擦,从而保证平稳、低振动的运行。轴瓦的间隙是关键参数,间隙过小会导致润滑不良和烧瓦,间隙过大会引起振动超标。日常维护中,需要密切关注润滑油的油质、油温和油压。 风机转子总成:这是风机中唯一做功的旋转部件,通常由主轴、叶轮、平衡盘(如有)、联轴器等部件组成。叶轮是核心中的核心,其型线、叶片角度和制造质量直接决定了风机的效率、压力和流量。转子在组装完成后必须进行严格的动平衡校正,以将残余不平衡量控制在标准范围内,这是保证风机低振动、长寿命运行的前提。对于输送腐蚀性或粘性气体的叶轮,需选用不锈钢、钛合金或喷涂耐磨耐蚀涂层。 气封与油封气封:主要用于防止机壳内的高压气体向大气环境泄漏,或防止级间窜气。在煤气风机中,碳环密封是一种高效、可靠的气封形式。它由数个具有弹性的碳环组成,依靠弹簧力使其内孔与主轴保持微间隙配合。碳材料具有自润滑、耐磨损、化学稳定性好的优点,能有效密封有毒、易燃易爆气体。 油封:主要安装在轴承箱两端,防止润滑油外泄,并阻挡外部灰尘、水分进入轴承箱。常见的为骨架油封或迷宫式油封。 轴承箱:它是容纳轴承(或轴瓦)、润滑油并为其提供稳定支撑的密闭壳体。其结构设计需保证足够的刚性,防止在运行中变形影响对中。箱体上设有视镜、油位标尺、温度计接口和放油塞等。良好的散热设计对维持油温稳定至关重要。

四、 煤气风机常见故障分析与修理流程

风机在长期运行后,难免会出现性能下降或故障。科学地诊断与修理是恢复其性能的关键。

常见故障分析振动超标:这是最常见的故障。原因可能包括:转子动平衡失效(叶轮结垢或磨损)、轴承/轴瓦磨损间隙过大、对中不良、地脚螺栓松动、主轴弯曲、喘振等。 轴承温度过高:原因可能是润滑油油质劣化、油量不足、冷却系统故障、轴承装配过紧、或轴承本身损坏。 性能下降(压力、流量不足):可能由于进出口滤网堵塞、密封间隙磨损过大导致内泄漏严重、转速未达额定值、或叶轮腐蚀磨损严重。 异常声响:轴承损坏的“咔嚓”声、喘振的“呼哧”声、部件摩擦的刮擦声等,都是需要立即停机检查的信号。 系统性修理流程前期准备与停机:办理停电、停机手续,隔离气体来源并进行氮气吹扫置换,确保检修空间安全。 解体与清洗:按顺序拆卸进出口管路、联轴器护罩、对中测量记录后拆开联轴器,然后拆卸轴承箱上盖,吊出转子总成。对所有零件进行彻底清洗,以便检查。 全面检查与测量主轴:检查直线度、轴颈尺寸和表面损伤。 叶轮:检查叶片、轮盘的磨损、腐蚀及裂纹情况(必要时进行无损探伤)。 轴瓦:测量瓦隙、紧力,检查巴氏合金层有无剥落、磨损、裂纹和烧熔现象。 密封:检查碳环密封的磨损量、弹性是否良好。 机壳:检查有无裂纹、腐蚀减薄。 修复与更换: 主轴若弯曲可进行校正,轴颈磨损可采用镀铬后磨削修复。 叶轮若动平衡超标,需进行现场或离线动平衡。严重损坏的叶轮需更换。 轴瓦若间隙超差或合金层损坏,必须重新刮研或更换新瓦。 所有密封件(碳环、油封)建议大修时一律更换新品。 回装与对中:按拆卸的逆顺序进行回装,确保各部件清洁、装配到位。关键是确保电机与风机主轴的精确定心对中,通常要求径向和端面偏差不超过0.05mm。 单机试车与验收:修复完成后,先进行点动确认旋转方向无误,然后空载运行2小时,监测振动、轴承温度、有无异响。各项指标合格后,逐步加载至满负荷,再次验证性能参数是否达到设计要求。

五、 输送各类工业气体的特殊考量与风机选型

如前所述,现代煤气风机已扩展至多种工业气体领域,而不同气体的特性对风机提出了特殊要求。

输送酸性有毒气体(如SO₂, HCI, HF, NOₓ)材料耐蚀性:这是首要考量。必须根据气体的成分、浓度、温度和含水率选择合适的耐腐蚀材料。例如,输送湿氯气可选用钛材,输送硫酸雾沫可选用高硅铸铁或C-276哈氏合金,输送SO₂常用316L不锈钢。 密封绝对可靠:必须采用如碳环密封、干气密封等高效密封形式,确保零泄漏,保护环境和人员安全。壳体的结合面密封垫片也需选用耐介质材料。 安全性:对于易燃易爆气体,还需考虑防爆设计和静电导出措施。 选型建议C(M)系列多级风机:适用于流量不大但需要较高压力的洁净或微腐蚀煤气。 D(M)系列高速风机:适用于高压、紧凑型场合,对介质洁净度要求高。 S(M)与AII(M)系列双支撑风机:适用于叶轮较重、工况恶劣、要求高运行稳定性的各类工业气体输送,是强腐蚀性、有毒气体输送的优选结构。 AI(M)系列悬臂风机:如前所述,适用于中等参数、维护便利的工况,在材料升级和密封加强后,亦可胜任部分腐蚀性气体的输送。

六、 总结

AI(M)1300-1.201/1.051型煤气加压风机是“AI(M)”系列中的一款典型产品,其型号编码精确地定义了其结构形式、流量能力和压力特性。深入理解其核心配件(如主轴、轴瓦、转子、碳环密封)的功能与相互作用,是进行有效维护和精准修理的基础。面对日益复杂的工业气体输送需求,从普通的混合煤气到极具腐蚀性的酸性气体,风机的选型、材料与密封技术的正确应用显得至关重要。作为一名风机技术从业者,掌握这些基础知识,并结合实际运行数据不断积累经验,是确保设备安全、稳定、高效运行,最终为企业创造最大价值的根本途径。

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