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煤气风机AI(M)250-1.2725/1.0482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、AI(M)250-1.2725/1.0482、风机配件、风机修理、多级加压、悬臂结构、有毒气体输送、轴瓦、碳环密封

第一章: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、城市燃气等领域的关键设备,其核心作用是为煤气或其他工业气体提供输送动力,克服管网阻力,并实现特定工艺要求的压力提升。煤气介质通常具有易燃、易爆、有毒、含尘及腐蚀性等特点,因此,煤气风机在结构、材料、密封及安全性方面均有特殊要求。

目前,行业内广泛应用的煤气加压风机主要涵盖以下几大系列:

“C(M)”型系列多级煤气加压风机:采用多级叶轮串联结构,通过逐级增压实现较高的出口压力。该系列风机效率高,适用于输送流量相对稳定但需要中高压力的煤气场景,如高炉鼓风、长距离煤气输送。 “D(M)”型系列高速高压煤气加压风机:通常采用高转速设计,配合高效的叶轮,能在单级或较少级数下实现很高的压升。结构紧凑,适用于对安装空间有要求的高压输送工况。 “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,结构相对简单,维护方便。适用于中低压、大流量的煤气输送场合,是应用非常广泛的机型。 “S(M)”型系列单级高速双支撑煤气加压风机:同样采用单级叶轮,但主轴两端均有轴承支撑,转子稳定性极佳。适用于高转速、高压比的工况,运行平稳,可靠性高。 “AII(M)”型系列单级双支撑煤气加压风机:与S(M)系列类似,同属双支撑结构,但在具体结构设计和应用侧重上可能存在差异,同样具备良好的刚性,适用于工况更为苛刻的场合。

上述系列中的“(M)”标识,普遍代表该风机适用于输送混合煤气。随着技术发展,这些风机通过选用特殊材质和密封形式,其应用范围已扩展至多种工业气体。

核心型号解读:以AI(M)250-1.2725/1.0482与AI(M)600-1.124/0.95为例

风机型号是设备性能的浓缩密码。以文中提及的两个型号进行深度解析:

“AI(M)”:这是型号的核心部分。“A”通常代表风机类型为单级,“I”代表悬臂式结构(与之对应,“II”代表双支撑结构)。“(M)”明确指示该风机设计用于输送混合煤气,意味着其在防泄漏、防爆、材料兼容性等方面针对煤气特性进行了优化。 “250”与“600”:此数值代表风机的流量,单位是立方米每分钟。因此,AI(M)250-1.2725/1.0482的风量为250 m³/min,而AI(M)600-1.124/0.95的风量为600 m³/min。流量是风机选型的首要参数。 “-1.2725”与“-1.124”:此数值代表风机的出口绝对压力,单位是标准大气压(atm)。AI(M)250的出口压力为1.2725 atm,AI(M)600的出口压力为1.124 atm。这表示风机对气体做功后,出口处的气体压力相较于绝对真空的数值。 “/1.0482”与“/0.95”:斜杠“/”后的数值代表风机的进口绝对压力。AI(M)250的进口压力为1.0482 atm,AI(M)600的进口压力为0.95 atm。这表明气体进入风机前,本身具有一定的压力(或为负压)。

关键概念:风机压升与全压
风机的实际做功能力,并非看进口或出口压力的绝对值,而是看其提升压力的能力,即压升(或称为升压)。其计算公式为:
风机压升 = 出口绝对压力 - 进口绝对压力
因此,对于AI(M)250-1.2725/1.0482,其压升 = 1.2725 - 1.0482 = 0.2243 atm。
对于AI(M)600-1.124/0.95,其压升 = 1.124 - 0.95 = 0.174 atm。
在工程中,更常使用风机全压的概念,它表示单位体积气体流经风机后获得的能量增量,单位是帕斯卡(Pa)或毫米水柱(mmH₂O)。其与压升的关系可通过气体状态参数进行换算。若型号中未标注“/”及进口压力,则默认进口压力为1个标准大气压。

第二章:核心机型深度剖析:AI(M)250-1.2725/1.0482煤气风机

本章将聚焦于型号为AI(M)250-1.2725/1.0482的煤气风机,深入讲解其结构特点与核心配件。

2.1 总体结构概述
AI(M)250-1.2725/1.0482属于单级悬臂式离心风机。其主要由电机通过联轴器驱动风机主轴,主轴一端伸入蜗壳内,其上安装叶轮,构成旋转的转子总成;主轴另一端及支撑部分则由轴承箱轴瓦等构成支撑系统。整个气体流道和轴承区域均配备了严密的密封系统,包括气封油封碳环密封,以确保介质不泄漏、润滑油不外泄,并防止外部空气进入。

2.2 核心配件详解

风机主轴:作为传递扭矩、支撑叶轮旋转的核心部件,必须具备极高的强度、刚性和疲劳韧性。通常采用优质合金钢(如42CrMo)锻制而成,并经过精密的加工和热处理(调质),确保其能够承受叶轮的离心力、气体力以及扭矩的复合作用,同时将挠度控制在最小范围内,保证运行的平稳性。 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)、联轴器部件等组成。叶轮是心脏部件,其结构形式(如闭式、开式)、叶片型线(如后向、前向)和制造工艺(焊接、铆接或整体铸造)直接决定了风机的效率、性能曲线和稳定性。对于输送煤气,叶轮材质需考虑耐腐蚀和耐磨性,常选用不锈钢(如304, 316)或更高等级的耐蚀合金。 风机轴承与轴瓦:在AI(M)这类高速重载风机中,滑动轴承(即轴瓦)的应用远比滚动轴承普遍。轴瓦通过形成稳定的油膜,具有承载能力大、阻尼性能好、寿命长等优点。轴瓦通常为剖分式结构,内衬巴氏合金(乌金)等耐磨减摩材料。其工作原理是依靠润滑油在轴与瓦之间形成动压油膜,将金属接触转化为液体摩擦。轴承箱则为轴瓦提供安装座和润滑油循环的空间。 密封系统:这是煤气风机安全运行的命脉。 气封(迷宫密封):通常安装在叶轮轮盖和轴套处,由一系列环形齿片与固定件构成曲折的间隙通道。其原理是利用多次节流效应,极大地增加气体泄漏的阻力,从而有效减少机内高压气体向大气的泄漏量。结构简单,非接触式,可靠性高。 碳环密封:一种接触式干气密封,由多个碳环组成,在弹簧力作用下紧贴轴套表面。它能为有毒、易燃的煤气提供近乎零泄漏的密封效果,安全性极高。当输送介质不允许外泄时,碳环密封是首选。它需要清洁的密封气(如氮气)进行辅助。 油封:主要用于轴承箱两端,防止润滑油沿轴向外泄漏,同时阻止外部灰尘和水分进入轴承箱。常见的有骨架油封、迷宫式油封等。

第三章:煤气风机的维护与修理

对煤气风机实施预见性维护和规范性修理,是保障其长周期安全稳定运行的关键。

3.1 日常维护与监测

振动监测:使用振动分析仪定期监测轴承座的振动速度或位移值。振动异常增大往往是转子不平衡、轴承磨损、对中不良等故障的先兆。 温度监测:使用红外测温枪或内置铂热电阻实时监控轴承温度和润滑油温度。轴承温度急剧升高,通常预示着润滑不良或轴承损坏。 声音监听:借助听音棒或电子听诊器,监听风机运行声音。异常的撞击、摩擦或啸叫声可能意味着内部部件松动或碰磨。 润滑油分析:定期取样分析润滑油的粘度、水分含量和金属磨屑,可以判断轴承的磨损状态和油品劣化程度。

3.2 常见故障与修理流程

当风机出现性能下降或故障时,需停机进行系统性检修。

第一步:安全隔离与拆卸
严格执行安全操作规程:切断电源,挂上“禁止合闸”牌;关闭进出口阀门,并进行可靠的煤气置换(通常用氮气或蒸汽吹扫),直至检测合格。确认系统无压、无爆、无有毒气体后,方可开始拆卸。拆卸过程应标记各部件位置,有序摆放。

第二步:核心部件检查与修理

转子总成动平衡校正:转子(特别是叶轮)在经过长时间运行或出现磨损后,平衡会被破坏。必须在动平衡机上重新进行校正,使其残余不平衡量达到标准(如ISO 1940 G2.5级)要求。这是消除振动的最有效手段。 轴瓦的检查与刮研:检查轴瓦巴氏合金层有无裂纹、剥落、磨损和烧灼现象。测量轴瓦间隙(通常用压铅法),若间隙超标,需更换。对于轻微磨损,可由经验丰富的钳工进行刮研,使轴瓦与轴颈达到良好的接触面积(通常要求不小于70%)。 主轴检查:检查主轴有无弯曲、裂纹、轴颈磨损和螺纹损坏。主轴的直线度需用百分表在V形铁上测量,超差需进行矫直或更换。轴颈磨损可通过镀铬、热喷涂等工艺修复。 密封系统更换气封齿片磨损后间隙增大会导致内泄漏增加,效率下降,必须更换。碳环密封的碳环属于易损件,一旦磨损或出现裂纹,必须整套更换,并检查弹簧弹力。油封老化或唇口磨损后应立即更换。 叶轮检查与清理:检查叶轮焊缝有无裂纹,叶片有无磨薄、穿孔。彻底清除叶轮表面的结垢和附着物,因为这些不平衡质量会引发振动。对于腐蚀或磨损严重的叶轮,应考虑修复或更换。

第三步:回装与调试
按照拆卸的逆顺序进行回装,确保所有配合尺寸、间隙符合图纸要求。重点保证主轴的对中精度,使用双表法对电机与风机主轴进行精确对中,通常要求径向和端面偏差均在0.05mm以内。回装完毕后,再次盘车确认无卡涩。接着进行单机试车,逐步升速,密切监测振动、温度等参数,无异常后方可投入工艺管线联动试车。

第四章:煤气风机在输送工业酸性及有毒气体中的应用

如前所述,通过材质升级和结构优化,C(M)、AI(M)、AII(M)等系列风机已能胜任多种苛刻工业气体的输送任务。

输送混合工业酸性有毒气体:此类气体成分复杂,可能含有SO₂、HCl、HF、水蒸气等。风机过流部件(蜗壳、叶轮、密封)需采用高级耐蚀材料,如双相不锈钢2205、2507,或哈氏合金C-276。密封必须采用碳环密封或双端面机械密封,并配合隔离气,确保零泄漏。 输送二氧化硫(SO₂)气体:SO₂遇水形成亚硫酸,腐蚀性极强。风机材质需选用316L不锈钢或更高级别的镍基合金。所有密封和接合面都需要特殊处理,防止大气中的水分进入系统。 输送氮氧化物(NOₓ)气体:NOₓ气体同样具有强氧化性和腐蚀性。除了耐蚀材料的选择,还需注意其在一定条件下可能形成硝酸盐结晶,堵塞流道或密封,因此需要考虑保温或伴热,防止气体冷凝。 输送氯化氢(HCl)、氟化氢(HF)、溴化氢(HBr)气体:这几种卤化氢气体,特别是无水状态和遇水后,腐蚀性差异巨大,但对大多数金属都具有极强的腐蚀性。HF能腐蚀玻璃和硅酸盐材料,故相关视镜等配件需避免使用。通常选用蒙乃尔合金、因科镍合金或哈氏合金。密封系统要求达到最高级别的完整性。

总结
煤气加压风机,特别是如AI(M)250-1.2725/1.0482这样的悬臂机型,是现代工业中不可或缺的流体输送设备。深入理解其型号含义、掌握其核心配件(如主轴、转子、轴瓦、碳环密封)的技术要点,是进行正确选型、高效运维的基础。而针对日益严峻的工业废气处理需求,通过科学的材质选择和密封设计,这些风机同样能在输送各类酸性、有毒气体领域发挥关键作用,为工业生产的安全与环保保驾护航。规范的维护和精准的修理,则是延长设备寿命、保障连续生产的最终防线。

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