作者：王军（139 7298 9387）
关键词： 离心风机、煤气输送、S系列风机、双支撑结构、焦炉煤气、风机选型、配件解析
引言
在工业气体输送领域，离心风机扮演着至关重要的角色，尤其是在处理具有腐蚀性、毒性或易燃易爆特性的气体时，对风机的设计、材料选择及运行稳定性提出了极高要求。风机技术工作者必须深入理解各类风机的结构特性、性能参数及适用范围，才能确保系统安全、高效、稳定运行。本文将以S(M)1600-1.128/0.928型单级高速双支撑煤气风机为例，结合其应用的焦炉煤气介质，系统解析S(M)系列风机的技术特点、使用范围及核心配件功能，为同行提供参考。
一、 风机型号释义与技术规范
首先，我们对题目中的风机型号进行拆解，以准确理解其传递的技术信息。
S(M)： “S”代表单级、高速，“M”代表风机材质或设计适用于输送煤气（Gas）
类介质，通常意味着过流部件采用了抗腐蚀、防静电的特殊材料或工艺。“(M)”可能表示此型号是母系列的一个变型或特定材质版本。
1600： 通常表示风机的叶轮公称直径，单位为毫米（mm）。此数值越大，一般意味着风机的流量处理能力越强。
-1.128/0.928： 这是风机压力参数的核心表述。
“-1.128”表示风机出口的绝对压力为1.128个大气压（即约12.8 kPa的表压）。
“/0.928”表示风机进口的绝对压力为0.928个大气压（即进口处为微负压，约-7.2 kPa的表压）。
因此，该风机产生的实际压升（或压比） 为 1.128 / 0.928 ≈ 1.216。这个压比是衡量单级高速风机能力的关键指标。
(焦炉煤气)： 明确指明了风机设计输送的介质为焦炉煤气（Coke Oven
Gas）。焦炉煤气是炼焦过程的副产品，主要成分包括氢气（H₂，~55-60%）、甲烷（CH₄，~23-27%），以及少量的一氧化碳（CO）、二氧化碳（CO₂）、氮气（N₂）、氧气（O₂）和各类烃类、硫化物（如H₂S）等杂质。它具有易燃、易爆、有毒（含CO）和腐蚀性（含H₂S、HCN等）的特点。
综合解读：S(M)1600-1.128/0.928是一款专门为输送焦炉煤气设计的单级高速离心风机。其叶轮直径约为1.6米，能够在进口压力略低于常压（0.928
atm）的工况下，将气体压缩至出口压力略高于常压（1.128 atm），压升约为1.216倍，适用于焦化厂中煤气输送、加压等工艺流程。
二、 S(M)系列风机的设计特点与使用范围
1. 设计特点
S(M)系列属于单级高速双支撑结构风机，这决定了其核心特征：
单级压缩： 气体仅通过一个叶轮进行一次压缩。结构相对简单紧凑，维护方便。适用于压升要求不极高（通常压比在1.1至2.0之间）但流量较大的场合。
高转速：
为了在单级叶轮上获得足够的压升，S系列风机通常采用高转速设计，转子转速可达每分钟数千甚至上万转。高转速带来了高线速度，对叶轮的强度、动平衡精度及轴承系统提出了极高要求。
双支撑结构（Between-Bearings）： 这是该系列风机稳定性的关键。转子的两端由两个独立的轴承箱支撑，叶轮位于两轴承之间。这种结构优点是：
刚性佳，运行稳定： 能更好地平衡转子受力，减小轴挠度，运行平稳，振动小。
承载能力强： 适用于更重、更大的叶轮，以及更高的压差工况。
便于维护： 轴承、密封等部件易于检查和更换。
2. 使用范围
S(M)系列风机因其结构优势和材质适应性，广泛应用于冶金、化工、焦化、环保等行业，输送各种特殊气体：
主要输送介质：
如标题所列，包括但不限于焦炉煤气、高炉煤气、转炉煤气、兰炭气（含CO、H₂等）、混合煤气，以及其他含有一氧化碳(CO)、硫化氢(H₂S)、氨气(NH₃)
等成分的工业气体。
典型应用场景：
焦化厂： 将焦炉产生的煤气从集气管中抽出并加压输送至后续的净化、储存或利用单元。
钢铁厂： 输送高炉、转炉煤气，用于余能发电或作为燃料。
化工行业： 在合成氨、甲醇等工艺流程中，输送各种工艺气体。
气体处理厂： 对含有有毒有害成分的工业废气进行加压，以便于进行净化处理或回收利用。
性能范围：
S(M)系列通常覆盖中到大流量、中压的工况。流量可以从每小时数千立方米到数万立方米甚至更高，压升（压比）一般在1.1至1.8之间，特定设计可达2.0。
与其它系列的对比：
vs C(M)多级风机：
C(M)系列通过多个叶轮串联实现更高压升，但结构复杂，效率曲线相对陡峭。S(M)单级结构简单，在特定压比和流量下效率可能更高，且维护更便捷。
vs AI(M)单级悬臂风机：
AI(M)是叶轮悬臂布置，结构更紧凑，适用于更小流量、相对较低压升的场合。S(M)双支撑结构更适合大流量、重载荷，稳定性更优。
vs D(M)高速高压风机：
D(M)通常指整体齿轮增速式离心压缩机，转速极高，能达到单级非常高的压升和很宽的流量范围，但技术复杂，成本高昂。S(M)是传统齿轮箱或电机直连增速，适用于参数要求稍低的场合，性价比高。
三、 核心配件解析与技术要点
一台S(M)1600-1.128/0.928风机的稳定运行，依赖于其各个核心部件的精密配合与可靠设计。
1. 叶轮 (Impeller)
功能： 风机的心脏，将机械能转化为气体的动能和压力能。
型式： 通常为后向式或径向式叶片，以保证较高的效率和较稳定的性能曲线。对于煤气介质，后向式更常见，效率高。
材料： 是选材的重中之重。必须考虑煤气的腐蚀性（如H₂S、HCN）和固体颗粒（焦油、萘等杂质可能凝结）。常用材料包括：
不锈钢： 如304、316L，具有良好的综合耐腐蚀性能。
高强度合金钢： 如42CrMo，表面进行特殊的防腐涂层处理（如喷涂耐蚀合金、镀层）。
在腐蚀性极强的环境下，甚至可能采用钛合金或双相不锈钢。
工艺： 多为焊接结构（叶片与轮盖、轮盘焊接），精度要求高。必须经过严格的动平衡校验（通常要求达到G2.5或更高等级），以确保高速运转下的平稳性。
2. 主轴 (Shaft)
功能： 传递扭矩，支撑叶轮旋转。
要求： 具有极高的强度、刚性和韧性。通常采用高强度合金钢（如35CrMo、42CrMo）锻制而成，经过调质处理以获得优良的综合机械性能。
设计： 轴的设计必须精确计算临界转速，确保工作转速远离其一阶和二阶临界转速，避免共振。
3. 轴承系统 (Bearing System)
功能： 支撑转子，承受径向和轴向载荷。
径向轴承： 多采用滑动轴承（轴瓦）。滑动轴承阻尼性好，稳定性高，承载能力大，非常适合高速重载风机。需保证润滑油系统的洁净和可靠。
推力轴承： 承受风机运行时产生的轴向力。通常采用金斯伯雷（Kingsbury）式或米切尔（Michell）式可倾瓦块推力轴承，能自动调心，承载能力均衡。
监测： 必须配备温度传感器和振动传感器，实时监控轴承温度和振动值，这是设备健康状态的最重要指标。
4. 密封系统 (Sealing System)
功能： 防止有毒、易燃煤气从机壳内泄漏到大气中，同时也防止外界空气进入风机内部（特别是进口为负压时）。
轴端密封： 是密封的关键。常见形式：
迷宫密封 (Labyrinth Seal)： 最常用，非接触式，可靠性高。但存在微量泄漏。
干气密封 (Dry Gas Seal)： 技术先进，几乎零泄漏，安全等级最高。对于输送极度危险或贵重气体是首选，但成本高。
碳环密封 (Carbon Ring Seal)： 接触式密封，效果较好，但存在磨损。
填料密封 (Packing Seal)： 较古老，需注入密封液（如水或油），在现代高速风机中已较少采用。
壳体中开面密封： 机壳上下结合面采用专用的密封胶或O型圈进行静密封。
5. 机壳 (Casing)
功能： 容纳叶轮，引导气体流动，形成压力空间。
结构： 水平剖分式是S(M)双支撑风机的典型结构，即机壳沿轴中心线水平分成上下两半，便于安装、检查和维修内部组件。
材料： 通常采用铸铁或碳钢铸造。对于腐蚀性强的煤气，内壁可能需要涂覆防腐涂层，或采用不锈钢板做衬里。
6. 润滑系统 (Lubrication System)
功能： 为轴承和齿轮（如果存在）提供洁净、足量、温度适宜的润滑油。
组成： 包括油箱、主副油泵、油冷却器、油过滤器、安全阀、监测仪表（压力、温度、液位）及管道等。
要求： 必须高度可靠！油泵通常一用一备，油滤器精度要求高，油温需控制在规定范围内（通常40-50℃），以确保油膜稳定形成。
7. 增速齿轮箱 (Gearbox) (如适用)
功能： 如果驱动电机转速达不到叶轮所需的高工作转速，则需要配置增速齿轮箱。
要求： 高精度、高可靠性。齿轮通常为硬齿面斜齿轮，经过磨齿加工，运行平稳噪音低。同样需要独立的润滑和冷却系统。
四、 选型、安装与运行维护建议
1. 选型： 必须提供准确的介质成分、密度、进口温度、进口压力、所需流量和出口压力。要特别注意介质中的杂质含量（如焦油、粉尘），这会影响叶轮形式和密封选择。
2. 安装： 基础必须牢固，找正对中至关重要，特别是电机-齿轮箱-风机之间的对中，不良对中是振动和故障的主要根源。管道应设独立支撑，避免外力作用在风机机壳上。
3. 运行：
严禁喘振： 必须在性能曲线喘振线右侧运行。安装进出口差压仪表和防喘振阀是必要措施。
缓慢操作： 启停机和调节工况时，应平稳缓慢，避免温度、压力剧烈变化引起应力。
4. 维护：
日常点检： 监测油温、油压、油位、轴承温度、机体振动。
定期维护： 定期更换润滑油和滤芯，清洗油路。定期检查密封状况。
状态监测： 推行振动状态监测和油液分析，预测性维护比事后维修更经济安全。
结语
S(M)1600-1.128/0.928型风机作为S(M)系列单级高速双支撑风机的典型代表，其稳健的双支撑结构、针对煤气介质的特殊材料与密封设计，使其在焦化、冶金等行业的煤气输送环节中成为关键设备。深入理解其型号含义、性能特点，并掌握其核心配件如叶轮、轴承、密封系统的技术要点，对于风机技术工作者进行设备选型、安全操作和科学维护至关重要。唯有如此，才能确保这类“硬核”工业装备在处理危险介质时，能够长期、稳定、高效地运行，为企业的安全生产和能效提升保驾护航。
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