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AI400-1.18/0.98型悬臂单级单支撑离心风机技术解析
作者：王军（139 7298 9387）
关键词： 离心风机、悬臂式、单级单支撑、AI400-1.18/0.98、风机结构、气体输送
引言
离心风机作为工业领域的“心脏”，广泛应用于各类气体输送场景。其型号繁多，结构各异，针对不同的工况与介质，选择合适的风机型号至关重要。在众多风机类型中，悬臂式单级单支撑离心风机因其结构紧凑、维护便捷、适用性广等特点，在中小流量高压场合占据重要地位。本文将围绕AI400-1.18/0.98这一特定型号，深入剖析其技术内涵、使用范围及核心配件，为风机技术从业者提供一份详实的参考资料。
一、 离心风机基础与型号命名规则
在深入解析特定型号之前，我们需对离心风机的基础知识和通用的型号命名规则有一个清晰的认知。
1. 离心风机工作原理
离心风机的工作原理基于动能转换为静压。当电机通过轴驱动叶轮高速旋转时，叶片间的气体在离心力作用下被甩向叶轮外缘，经蜗壳形机壳的收集与导流，速度能逐步转换为压力能，最终从出口排出。与此同时，叶轮中心形成低压区，外界气体被持续吸入，从而形成连续的气流。
2. 常见结构形式
离心风机按结构主要分为：
悬臂式（单支撑）： 叶轮安装在主轴的一端，轴承位于叶轮一侧，主轴呈悬臂状态。结构简单、重量轻、便于维护，常用于中等压力场合。本文所述的AI400型即属此类。
双支撑式： 叶轮安装在两轴承之间，主轴刚性更好，运行更稳定，适用于高压力、大流量或转子较重的场合，如AII1240、S840型。
3. 型号命名规则解析
国内风机型号命名虽无绝对统一标准，但大多遵循一定的规律，通常包含了风机的系列、性能参数及结构信息。参考您提供的范例：
字母部分（如：C, D, AI, AII, S, G, Y）： 通常代表风机系列或用途。
AI/AII：常代表单吸单级悬臂（AI）或双支撑（AII）结构。
C：多级风机。
D：高速高压风机。
S：单级高速双支撑风机。
G：锅炉通风机。
Y：锅炉引风机。
数字部分（如：230, 320, 400, 420, 840, 1240）：
通常代表该系列风机在特定条件下的额定流量（m³/min）。例如，“AI400”即表示该悬臂系列风机的额定流量为400立方米每分钟。
数字后缀（如：-1.18/0.98）： 用于表示压力参数。
-1.18：表示风机出口处的绝对压力为1.18个大气压（即0.18 kgf/cm²的表压）。
/0.98：表示风机进口处的绝对压力为0.98个大气压（即-0.02 kgf/cm²的真空度）。
如果型号中只有“-1.18”而没有“/”及后面的数字，则默认进口压力为1个标准大气压。
因此，型号“AI400-1.18/0.98”可以解读为：这是一台悬臂式、单级、单吸、单支撑结构的离心风机，其额定流量为400
m³/min，设计工况下进口绝对压力为0.98 atm，出口绝对压力为1.18 atm，其产生的压差（升压）为0.2 atm（约20 kPa）。
二、 AI400-1.18/0.98风机详解
1. 型号含义与性能定位
AI400：明确了其结构形式与流量等级。它属于悬臂式设计，结构紧凑，轴向尺寸短，节省安装空间。额定流量400m³/min（即24000m³/h），使其定位于中等流量的工业应用。
-1.18/0.98：定义了其压力特性。进口压力0.98
atm表明该风机可能用于微负压的进气环境（如从略低于大气压的系统中抽气），或安装在海拔较高、大气压较低的地区。其核心性能指标是能够产生0.2
atm的压升。这个压力范围标志着它不属于高压风机，而是适用于中低压力的气体输送、克服系统阻力的场景。
2. 设计特点与优势
结构简单，维护便捷： 悬臂式设计使得叶轮、密封等易损件的检查与更换无需拆卸进气管路和电机，大大降低了维护工作量和时间成本。
转子动力学性能良好： 精心设计的转子和高精度动平衡校正确保了在工作转速下振动小、运行平稳、噪音低，延长了轴承和机械密封的寿命。
气动效率优化： 采用后向式离心叶轮和高效蜗壳设计，能够在额定工况点附近保持较高的气动效率，降低运行能耗。
材质与介质兼容性： 根据输送介质的不同，其通流部件（叶轮、机壳、进气箱等）可选用碳钢、不锈钢、合金钢或其他特种材料，以应对腐蚀、磨损或高温等苛刻条件。
3. 适用范围
基于其流量和压力特性，AI400-1.18/0.98型风机非常适用于以下领域：
化工工艺气体输送： 在化肥、农药、基础化工原料生产中，输送如氮气（N₂）、氧气（O₂）、二氧化碳（CO₂）、氩气（Ar）以及各种无毒的混合工艺气体。
污水处理曝气： 向曝气池中鼓入空气或氧气，为好氧微生物提供生长所需的溶解氧，是活性污泥法的核心设备之一。
冶金工业： 用于小型高炉或熔炼炉的鼓风，提供助燃空气；或用于车间的通风换气。
电力与环保： 在中小型锅炉系统或烟气脱硫（FGD）装置中作为氧化风机或循环风机，输送空气或特定气体。
选矿与浮选： 在浮选工艺中，向矿浆中充入空气，产生气泡，使目标矿物附着于气泡上浮，实现分选。
水泥与建材： 为水泥窑炉提供助燃风或冷却风。
气体分离与填充： 在空分站或气体公司，用于输送高纯度的氦气（He）、氖气（Ne）、氢气（H₂）等惰性或特殊气体。
4. 选型注意事项
选用该型号风机时，需明确：
介质详细成分： 尤其是腐蚀性、爆炸性、粉尘含量、湿度等。
工况点： 所需的实际流量、进口压力、出口压力（或压升）以及介质温度。
安装环境： 海拔高度、环境温度。
驱动方式： 通常为电机直联，需确定电源频率（50Hz/60Hz）、电压、防护等级和防爆要求。
三、 风机核心配件解析
一台离心风机的性能、效率和寿命很大程度上取决于其关键配件的设计与制造质量。以下是AI400型悬臂风机的核心部件解析：
1. 叶轮（Impeller）
功能： 风机的“心脏”，是唯一对气体做功的部件，将机械能转换为气体的动能和压力能。
型式： 通常采用后向式叶片。这种设计效率高，性能曲线不易过载，稳定性好。
材质与工艺：
根据介质可选Q235B、Q345R、304/316L不锈钢、双相钢等。制造工艺多为焊接（叶片与轮盘、轮盖焊接）或整体铸造。动平衡精度要求极高（通常达到G2.5级或更高），以确保平稳运行。
2. 主轴（Shaft）
功能： 传递扭矩，支撑叶轮和其他旋转部件。
设计：
采用高强度合金钢（如42CrMo）锻制而成，具有足够的刚性、强度和抗疲劳性能。悬臂式设计对轴的刚性要求更高，需精确计算临界转速，确保工作转速远离临界转速区。
3. 轴承箱与轴承（Bearing Housing & Bearings）
功能： 支撑转子，降低转动摩擦系数，保证回转精度。
结构：
作为单支撑结构，轴承箱位于叶轮一侧，通常采用双列向心球面滚子轴承或角接触球轴承。这种轴承能同时承受较大的径向力和一定的轴向推力。轴承箱设计有良好的散热结构和密封，确保润滑和防止污染。
4. 机壳（Casing）
功能： 收集从叶轮出来的气体，并将其动能进一步转化为压力能，引导气体至出口。
设计： 通常为蜗壳形，采用铸铁或钢板焊接而成。其型线经过优化设计，以减小流动损失。机壳可设计成水平剖分或整体式，AI400这种小型风机多为整体式。
5. 密封系统（Sealing System）
功能： 防止气体从轴端泄漏（介质外泄或空气吸入），对于有毒、贵重或易燃易爆气体至关重要。
类型：
迷宫密封（Labyrinth Seal）： 最常用，非接触式，可靠性高，适用于大多数无毒无害气体。
填料密封（Packing Seal）： 接触式，需少量泄漏进行润滑和冷却，用于低压场合。
机械密封（Mechanical Seal）： 接触式，密封效果好，泄漏量极低，适用于有毒、易燃易爆或贵重气体。是AI400风机在化工领域的常用配置。
6. 进气箱（Inlet Box） / 进口导叶（Inlet Guide Vane）
功能：
某些型号会配备进气箱来改善进气条件。更高级的配置会包含进口导叶器，通过调节导叶角度来改变进气预旋，从而在很大范围内无级调节风机的风量和压力，节能效果显著。
7. 联轴器（Coupling）
功能： 连接风机主轴与电机轴，传递运动和扭矩。
类型： 普遍采用梅花形弹性联轴器或膜片式联轴器。后者无需润滑，能补偿更大的径向、角向偏差，传递扭矩大，适用于高速场合。
8. 底座（Baseplate）
功能： 支撑和固定风机、电机及其他附件，形成一个刚性的整体。
要求： 具有足够的强度和刚度，通常由型钢和钢板焊接而成，加工有精确的安装平面和找正基准。
四、 与其他系列风机的对比
为了更好地定位AI400-1.18/0.98，可将其与您提到的其他系列进行简要对比：
vs. C230多级风机：
C230通过多个叶轮串联实现高压，其单级压升小但总压升可远高于AI400。AI400是单级，结构更简单，但达到同等流量时压升能力不及多级风机。
vs. D320高速高压风机： D320采用高转速（通常通过齿轮箱增速）来获得高压，流量相近但压力更高。AI400转速较低，压力中等，维护相对简单。
vs. AI420： 同属悬臂系列，流量略大（420 vs 400），设计压力和结构相似，属于同一家族的大一号产品。
vs. S840/AII1240：
后两者均为双支撑结构，流量更大（840/1240），通常压力和功率也更高，结构更稳固，用于更重载的工况。AI400适用于流量和压力需求稍低的场合。
结语
AI400-1.18/0.98型悬臂单级单支撑离心风机是一款设计成熟、性能可靠、适用范围广泛的中等流量风机。深入理解其型号编码规则、性能特点以及各个核心配件的功能与选型要点，对于风机技术人员进行设备选型、日常维护、故障诊断乃至节能改造都具有重要的指导意义。在实际应用中，务必根据具体的工艺参数和介质特性，与风机专业制造商密切沟通，选择最合适的配置，才能确保风机系统长期、高效、稳定地运行。
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