AI500-1.41型悬臂单级单支撑离心风机技术解析与应用

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AI500-1.41型悬臂单级单支撑离心风机技术解析与应用

作者：王军（13972989387）

关键词：AI500-1.41离心风机、悬臂单级单支撑、风机配件解析、工业气体输送、风机选型、性能参数

引言
离心风机作为工业领域的核心设备，广泛应用于气体输送、通风换气、工艺气体处理等场景。其型号命名往往直接关联性能参数与结构特点，例如“C230”型多级风机（流量230m³/min）、“D320”型高速高压风机（流量320m³/min）等。本文以AI500-1.41型悬臂单级单支撑离心风机为核心，深入解析其型号含义、结构特点、配件功能及适用范围，旨在为风机技术从业者提供实用参考。

一、AI500-1.41风机型号解析与技术特点
1. 型号命名规则
“AI”：代表单级悬臂式离心风机（A为单级，I为悬臂结构）。
“500”：表示额定流量为500m³/min（即每分钟输送气体500立方米）。
“-1.41”：表示出风口压力为1.41个大气压（约143 kPa）。若型号中包含“/”符号（如“/0.987”），则区分进/出口压力；未标注时默认进风口压力为1个大气压。
与同类风机对比：
AI420（流量420m³/min）适用于中低压场景，而AI500-1.41通过优化叶轮设计与电机配置，实现了更高流量与压力输出。
区别于双支撑风机（如S840、AII1240），悬臂结构简化了支撑系统，适用于中小型工况。
2. 结构特点：悬臂单级单支撑
悬臂设计：叶轮直接安装在电机轴端，无需联轴器，结构紧凑，减少了传动损失和维护点。
单级压缩：单级叶轮实现气体增压，效率虽低于多级风机（如C230系列），但成本更低、维护更简便。
单支撑系统：轴承箱仅位于电机非驱动端，降低了轴向载荷，适用于中等压力场景（压力≤1.5 atm）。
3. 性能参数
流量：500m³/min（可调范围400–550m³/min）。
压力：出口压力1.41 atm，进口压力默认1 atm。
介质适应性：空气、CO₂、N₂、O₂、He、Ne、Ar、H₂及无毒工业混合气体。
工作温度：-20℃至150℃（特殊涂层可扩展至200℃）。
功率范围：标配电机55–75 kW，根据介质密度可调整。

二、适用范围与行业应用
AI500-1.41风机凭借其平衡的流量与压力特性，适用于以下场景：
1. 化工生产气体输送
典型应用：输送氮气（N₂）、氧气（O₂）等工艺气体，用于反应釜供气或管道增压。
优势：悬臂结构防泄漏设计（采用机械密封+填料密封组合）适合易燃易爆气体（如H₂）。
2. 污水处理曝气供氧
作用：向曝气池注入空气或氧气，促进微生物降解有机物。
适配性：流量500m³/min可覆盖中小型污水处理厂（日处理量5–10万吨）。
3. 冶金工业高炉鼓风
需求：为高炉提供恒定流量空气，辅助燃烧反应。
压力适配：1.41 atm压力满足中小型高炉的风压要求（需配套除尘系统）。
4. 电力行业烟气脱硫
功能：将石灰石浆液雾化并喷入脱硫塔，风机提供气流动力。
防腐设计：叶轮采用316L不锈钢或玻璃钢涂层，抵抗SO₂腐蚀。
5. 选矿与浮选洗煤
应用：为浮选槽提供气流，分离矿物与杂质。
案例：类似选矿风机型号“C350-1.14/0.987”（流量350m³/min，进/出口压力分别为0.987 atm和1.14 atm），AI500-1.41提供更高流量适配大型产线。
6. 水泥窑与建材行业
用途：助燃风供应或窑内气体循环。
耐高温适配：可配置耐热叶轮（材质如2205双相钢）应对高温烟气。

三、风机核心配件解析
AI500-1.41风机的性能依赖关键配件的协同工作，以下为主要配件功能与选型要点：
1. 叶轮（Impeller）
类型：后向倾斜式叶片（效率＞85%），闭式结构减少气体泄漏。
材质：
常规气体：Q235B碳钢（镀锌防腐）。
腐蚀气体：304/316不锈钢或钛合金。
动平衡要求：G2.5级平衡标准，确保高速运转（≤2950 rpm）振动值＜4.5 mm/s。
2. 主轴（Shaft）
设计：40Cr合金钢整体锻造，表面高频淬火（硬度HRC50-55）。
悬臂支撑：轴承间距优化，减少挠度变形（最大挠度＜0.05 mm）。
3. 轴承系统（Bearing）
配置：单支撑端选用双列圆锥滚子轴承（型号32220），承受径向与轴向复合载荷。
润滑：锂基脂润滑（每运行2000小时补充一次）。
监测：预埋PT100温度传感器，报警阈值85℃。
4. 密封系统（Sealing）
类型：
迷宫密封（主密封，减少气体泄漏）。
填料密封（辅助密封，可调压紧度）。
特殊适配：输送氢气（H₂）时采用干气密封+氮气阻隔系统。
5. 电机（Motor）
标准配置：Y2系列异步电机（防护等级IP55，绝缘等级F）。
功率匹配：根据介质密度调整（公式：P=Q×ΔP×ρ6120×ηP=6120×ηQ×ΔP×ρ，其中ρ为气体密度，η为效率）。
6. 进出口附件
进风口：锥形集流器设计，减少湍流损失。
出风口：法兰标准PN16/DN300，支持0°–90°角度调整。
7. 控制系统
变频调速：适配变频器（如ABB ACS550），流量调节范围40%–100%。
监测点：压力传感器（进出口）、振动传感器（轴承座）、流量计（管道安装）。

四、选型建议与维护要点
1. 选型原则
流量压力匹配：实际工况需保留10%余量（如最大流量550m³/min）。
介质兼容性：腐蚀性气体需升级材质（如O₂输送禁用油脂润滑）。
环境适配：高温环境需加装冷却风机（轴承温度≤70℃）。
2. 常见故障与处理
振动超标：原因包括叶轮积灰（清洗）、动平衡失效（重新校准）。
轴承过热：润滑不足或密封磨损（补脂或更换密封）。
流量下降：进口过滤器堵塞（压差＞500 Pa时清理）。
3. 维护周期
日常检查：振动、温度、异响记录。
季度维护：轴承补脂、密封检查。
年度大修：叶轮无损探伤（MT/PT）、轴对中校正。

五、结论
AI500-1.41作为悬臂单级单支撑离心风机的典型代表，以其500m³/min的流量和1.41 atm的输出压力，在化工、环保、冶金等领域发挥重要作用。其结构紧凑、维护简便的特点，使其成为中小型气体输送系统的优选方案。正确选型与定期维护是保障风机长期稳定运行的关键，建议用户结合工况参数严格匹配配件规格。