造气炉鼓风机AI1100-1.25（D1100-11）性能解析与维护技术

作者：王军（139-7298-9387）

关键词：离心风机、造气炉鼓风机、AI1100-1.25、性能参数、风机配件、维修技术

引言

在化工、冶金、能源等工业领域，造气炉是核心生产设备之一，而鼓风机作为造气炉的关键配套设备，其性能直接影响整个系统的运行效率和稳定性。AI1100-1.25（D1100-11）型离心式鼓风机是专门为造气炉工艺需求设计的高性能风机，具有流量大、压力稳定、运行可靠等特点。本文将深入解析该型号风机的性能特点，并对风机配件和维修技术进行详细说明，为从事风机技术工作的同仁提供参考。

一、离心风机基础知识

（一）离心风机工作原理

离心风机是一种依靠机械能输入，提高气体压力并排送气体的流体机械。其工作原理是基于离心力和能量转换原理。当电机带动风机叶轮旋转时，叶片间的气体在离心力作用下被甩向叶轮边缘，经涡室收集后从出口排出。与此同时，叶轮中心部位形成负压，外部气体在大气压作用下不断被吸入，从而形成连续的气体输送过程。

离心风机的能量转换遵循欧拉方程，即风机对单位质量气体所做的功等于气体在叶轮进出口处的动量矩变化。在实际应用中，风机性能通常用流量、压力、功率和效率等参数来描述。

（二）离心风机基本结构

典型离心风机主要由以下几部分组成：

进气箱：引导气体均匀进入风机，减少进气阻力损失。 叶轮：风机核心部件，将机械能传递给气体，提高气体压力和速度。按叶片出口角度可分为前向、径向和后向三种类型。 机壳：收集从叶轮出来的气体，将部分动能转化为压力能，并引导气体流向出口。 主轴：传递电机扭矩，带动叶轮旋转。 轴承箱：支撑主轴，减少摩擦阻力。 密封装置：防止气体泄漏和外界空气进入。 底座：支撑整个风机，保持稳定运行。

（三）离心风机性能参数

流量：单位时间内通过风机的气体体积，常用立方米每分钟或立方米每小时表示。 压力：气体通过风机后压力的升高值，常用毫米水柱、帕斯卡或千克力每平方厘米表示。 功率：风机运转所需的轴功率和电机配套功率。 效率：风机输出功率与输入功率之比，反映风机能量转换效率。 转速：风机主轴每分钟旋转次数。 介质密度：输送气体的单位体积质量，随温度和压力变化。

二、AI1100-1.25（D1100-11）型鼓风机性能分析

（一）型号含义与技术特点

AI1100-1.25（D1100-11）型鼓风机型号中，"A"表示鼓风机，"I"代表悬臂支承结构，"1100"表示进口流量为1100立方米每分钟，"1.25"代表进口压力为1.25千克力每平方厘米（实际参数为1kg/cm²）。该型号风机是专门为造气炉工艺设计的高压离心风机，具有以下技术特点：

采用单级单吸悬臂结构，结构紧凑，维护方便。 后向叶片设计，效率高，性能曲线平坦，运行稳定。 高强度叶轮设计，适用于高转速工况。 机壳采用高强度铸铁，耐压性能好。 轴承系统采用强制润滑，保证高速运转可靠性。

（二）性能参数解析

根据提供的参考参数，我们对AI1100-1.25（D1100-11）型鼓风机的性能进行详细解析：

输送介质：空气。作为常见介质，空气的物理性质稳定，但实际应用中需考虑湿度、含尘量等因素的影响。 进风口流量：1100m³/min。这一流量值表明该风机属于大流量设备，能够满足中型造气炉的气量需求。流量是风机选型的关键参数，直接关系到工艺系统的生产能力。 进风口压力：1kg/cm²（约98kPa）。这一参数表示风机进口处的气体压力，略高于大气压，说明该风机可能安装在有预压的系统中。 进风口温度：20℃。这是标准工况下的温度值，实际运行中温度会有所变化，需要根据实际温度对风机性能进行修正。 介质密度：1.16kg/m³。密度是影响风机性能的重要参数，与介质成分、温度和压力有关。此值略高于标准空气密度（1.2kg/m³），可能是由于进口压力略高所致。 出风口升压：2500mmH₂O（约24.5kPa）。这是风机产生的压力增量，反映了风机的增压能力。对于造气炉工艺，足够的压力是保证气化反应正常进行的必要条件。 轴功率：587.7kW。轴功率是指风机轴所需的功率，可根据风机流量和全压计算得出，计算公式为：轴功率等于流量乘以全压除以效率再除以常数。此值略低于电机额定功率，符合安全裕度设计要求。 主轴转速：2960r/min。这是标准二极电机的同步转速，高转速有利于减小风机尺寸，但对转子平衡和轴承系统要求更高。 配套电机：JK-630型，功率630kW，电压6kV或10KV。高压电机有利于减少线路损耗，适合大功率设备。电机功率留有适当裕量，确保风机在工况波动时仍能可靠运行。

（三）性能曲线分析

虽然未提供具体的性能曲线图，但我们可以根据参数推断该风机的性能特点：

在额定工况下，风机效率应处于较高水平（通常在82%-88%之间）。流量-压力曲线较为平坦，说明在流量变化时压力波动较小，有利于工艺系统稳定运行。流量-功率曲线呈上升趋势，表明随着流量增加，功率消耗也增加，在启动时应注意阀门关闭以降低启动电流。

（四）相似定律应用

在实际应用中，当工况发生变化时，可利用相似定律对风机性能进行换算：

流量与转速成正比：当转速变化时，流量按转速比的一次方关系变化。 压力与转速平方成正比：转速变化时，压力按转速比的二次方关系变化。 功率与转速立方成正比：转速变化时，功率按转速比的三次方关系变化。

这些关系对于风机调速运行和工况调整具有重要指导意义。

三、风机配件解析

（一）叶轮组件

叶轮是风机的核心部件，AI1100-1.25型风机叶轮具有以下特点：

结构形式：后向叶片设计，叶片数量通常为12-16片，采用圆弧形或机翼型截面，效率高，噪音低。 材料选择：根据输送介质特性，通常采用Q345R低合金钢或20MnV等材料，具有高强度、耐磨损和抗腐蚀性能。 制造工艺：采用数控加工或精密铸造保证型线准确，经动平衡校正（精度等级通常达到G2.5），确保高速运转平稳。 连接方式：叶轮与主轴采用过盈配合加键连接，确保扭矩可靠传递。

（二）主轴系统

主轴材料：通常采用42CrMo等高强度合金钢，调质处理，具有高强度和韧性。 结构设计：采用阶梯轴结构，充分考虑强度、刚度和临界转速要求。 加工要求：轴颈部位精磨处理，表面粗糙度达到Ra0.8以下，尺寸精度高。

（三）轴承系统

轴承选型：采用双列向心球面滚子轴承，具有自动调心功能，能补偿安装误差和轴变形。 润滑方式：强制润滑系统，包括油箱、油泵、冷却器和过滤器等，确保轴承在高速重载下得到充分润滑和冷却。 温度监控：配备轴承温度传感器，实时监控轴承运行状态。

（四）密封装置

轴端密封：采用迷宫密封加气封组合结构，有效防止气体泄漏和外界空气进入。 材料选择：密封齿片采用铜合金或铝合金等软材料，避免与轴直接摩擦造成损伤。

（五）机壳与进气箱

机壳结构：采用铸铁或焊接钢结构，具有足够的强度和刚度，设计成涡形渐扩形状，有利于动能向压力能转换。 进气箱：引导气体平稳进入叶轮，减少进气涡流和阻力损失。

（六）底座与联轴器

底座：采用钢板焊接结构，具有足够的强度和稳定性，加工有精确的安装平面。 联轴器：采用膜片式或齿式联轴器，能补偿轴向、径向和角向偏差，传递大扭矩。

四、风机维修技术

（一）日常维护保养

运行监控：定期记录风机振动、轴承温度、油压等参数，及时发现异常情况。 润滑系统维护：定期检查油位、油质，按时更换润滑油和滤芯。 密封检查：定期检查密封状况，及时调整或更换密封件。 螺栓紧固：定期检查各部位连接螺栓，确保紧固可靠。

（二）常见故障处理

振动过大：
原因分析：转子不平衡、对中不良、轴承损坏、基础松动等。 处理方法：重新动平衡校正、调整对中、更换轴承、紧固地脚螺栓。
轴承温度高：
原因分析：润滑不良、冷却不足、轴承损坏、安装不当。 处理方法：检查润滑系统、清洗冷却器、更换轴承、重新调整安装。
性能下降：
原因分析：叶轮磨损、密封间隙过大、转速下降。 处理方法：修复或更换叶轮、调整密封间隙、检查驱动系统。
异常噪音：
原因分析：转子碰擦、轴承损坏、气流涡旋。 处理方法：检查间隙、更换轴承、调整运行工况。

（三）定期大修内容

风机运行一定时间后（通常为1-2年），应进行定期大修，主要内容包括：

全面解体检查：对所有零部件进行清洗、检查、测量和记录。 转子组件检修：
叶轮无损检测（磁粉或超声波探伤） 主轴直线度检查和表面损伤检查 转子动平衡校正
轴承系统检修：更换轴承、检查轴承座磨损情况。 密封装置检修：更换密封件，调整密封间隙。 机壳与进气箱检修：检查腐蚀和磨损情况，必要时进行补焊或更换。 对中调整：重新调整风机与电机的对中情况。 喷漆防腐：对风机表面进行除锈和喷漆处理。

（四）关键部件修复技术

叶轮修复：
磨损修复：采用堆焊后机械加工的方法恢复原有型线。 裂纹修复：刨开裂纹，预热后焊接，最后进行应力消除热处理。 动平衡校正：在专用平衡机上校正，确保残余不平衡量符合标准要求。
主轴修复：
轴颈磨损：采用镀铬或热喷涂后磨削加工的方法修复。 轴弯曲：采用机械加压或热点校直法校正。
机壳修复：
磨损部位采用耐磨钢板贴补或堆焊耐磨层。 裂纹部位刨坡口后焊接修复。

（五）装配与调试

大修后的装配质量直接影响风机运行性能，应注意以下要点：

严格按照装配顺序和技术要求进行装配。 保证各部位配合间隙符合设计值。 转子抬量调整要准确，确保运转时与静止时间隙合理。 联轴器对中要精确，径向和轴向偏差控制在允许范围内。 试运转前手动盘车应灵活无卡涩。 试运转应分步骤进行：先点动检查，无异常后连续运行，逐步加载至额定工况。

五、结语

AI1100-1.25（D1100-11）型造气炉鼓风机是一款性能优良的高压离心风机，具有流量大、压力稳定、运行可靠等特点。深入了解其性能参数和结构特点，对于正确使用和维护风机具有重要意义。通过科学的维护和及时的维修，可以延长风机使用寿命，提高运行效率，为造气炉系统的稳定运行提供可靠保障。

作为风机技术人员，我们应当不断深入学习风机理论知识，积累实践经验，提高故障诊断和处理能力，为企业设备管理和技术进步做出贡献。如有技术交流或业务合作需求，欢迎与作者联系。

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