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硫酸风机基础知识及AI(SO₂)600-1.3型号详解

作者:王军(139-7298-9387)
关键词:硫酸风机、AI(SO₂)600-1.3、风机配件、风机修理、工业气体输送、二氧化硫、轴瓦、碳环密封

引言

硫酸离心鼓风机是化工、冶金和环保行业中输送腐蚀性、有毒工业气体的关键设备,尤其在硫酸生产系统中承担着二氧化硫(SO₂)等气体的加压与输送任务。这类风机需具备耐腐蚀、高密封性和稳定运行的特点。本文以AI(SO₂)600-1.3型号为例,系统介绍硫酸风机的基础知识、配件组成、修理维护及工业气体输送特性,并结合常见系列如C(SO₂)、D(SO₂)、S(SO₂)和AII(SO₂)进行对比分析,以帮助从业人员深入理解风机设计与应用。

一、硫酸风机系列概述

硫酸风机根据结构和压力需求分为多级与单级类型,主要系列包括:

C(SO₂)系列多级硫酸加压风机:采用多级叶轮串联设计,适用于中低压场景,压力提升通过多级累积实现,效率高但结构复杂,需定期检查级间密封。 D(SO₂)系列高速高压硫酸加压风机:通过高转速转子(常与齿轮箱直连)实现高压输出,适用于大型硫酸厂,但对轴承和密封材料要求极高。 AI(SO₂)系列单级悬臂硫酸加压风机:叶轮悬臂安装,结构紧凑,适用于流量适中、压力需求较低的工况,如AI(SO₂)600-1.3型号。 S(SO₂)系列单级高速双支撑风机:转子两端支撑,运行稳定性强,适合高转速环境,可处理含杂质气体。 AII(SO₂)系列单级双支撑硫酸风机:与S系列类似,但侧重经济性,用于中等腐蚀性气体输送。

所有系列均能处理混合酸性有毒气体,如氯化氢(HCI)、氟化氢(HF)等,其核心在于过流部件(如叶轮、壳体)采用特种合金或衬塑材料,以抵抗气体腐蚀。

二、AI(SO₂)600-1.3型号详解

型号意义解析

“AI(SO₂)”代表单级悬臂结构,专用于硫酸及相关混合气体输送;“(SO₂)”表示风机针对二氧化硫等硫酸工艺气体优化设计,而非仅限纯SO₂。 “600”指额定流量为600立方米/分钟,该流量基于进口标准状态(温度20℃、相对湿度50%)定义。 “-1.124”表示出口压力为-1.124个大气压(即负压,相对真空度),常用于抽吸工况;若为正压值,则代表加压输出。 未标注“/进风口压力”,默认进口压力为1个大气压(绝对压力),表明风机在常压下吸入气体。

设计与运行参数
AI(SO₂)600-1.3采用悬臂式叶轮直接安装于主轴端部,减少了支撑点,降低了结构复杂性。其工作压力范围通过离心力公式计算:压力提升值等于气体密度乘以叶轮线速度的平方再除以二倍重力加速度常数,确保在负压条件下仍能稳定输送气体。叶轮通常采用高镍合金(如Hastelloy)或衬氟塑料,以防止酸性气体腐蚀。运行温度一般控制在-20℃至150℃,避免材料脆化或失效。

三、风机核心配件说明

硫酸风机的可靠性依赖于关键配件的耐腐蚀与密封性能:

风机主轴:由高强度合金钢(如42CrMo)锻造,表面喷涂耐酸涂层,确保在高速旋转中抵抗弯曲应力与气体侵蚀。主轴动态平衡等级需达G2.5级,以减小振动。 风机轴承与轴瓦:采用滑动轴承(轴瓦)形式,材料为巴氏合金或铜基合金,内部通冷却油润滑。轴瓦设计需满足流体动压润滑原理,即油膜压力与轴颈转速和润滑油粘度的乘积成正比,与轴承间隙的平方成反比,从而保证低摩擦运行。 风机转子总成:包括叶轮、主轴及平衡盘,叶轮焊缝经过X射线探伤,动平衡测试偏差不超过1微米。转子临界转速需高于工作转速的百分之二十,避免共振。 气封与油封:气封多采用迷宫密封,利用多次节流降低气体泄漏;油封为氟橡胶材质,防止润滑油外泄。 轴承箱:铸铁壳体内部设置油路循环系统,配备温度传感器,实时监控轴承状态。 碳环密封:用于主轴贯穿处,通过弹簧预紧的碳环与轴套接触,形成动态密封,泄漏率低于百分之零点一,尤其适合有毒气体环境。

四、风机修理与维护要点

硫酸风机的修理需聚焦腐蚀防护与密封完整性:

常见故障:叶轮腐蚀穿孔、轴瓦磨损、碳环密封老化、转子动平衡失效。例如,叶轮腐蚀会导致流量下降,效率降低超过百分之十;轴瓦磨损可能引发振动超标,需按轴瓦间隙等于轴径的千分之一至千分之一点五的标准调整。 拆卸流程:先切断电源,排空管路气体,用氮气吹扫残留毒气;再依次拆卸密封件、轴承箱和转子,检查部件尺寸公差。 修理措施:叶轮补焊需用匹配焊材,焊后重新动平衡;轴瓦刮研至接触面积大于百分之八十五;更换碳环密封时,确保弹簧压力均匀。 维护周期:每三个月检查密封系统,每年全面解体大修,测试风机性能曲线,确保压力-流量特性符合设计值。

五、工业气体输送特性

硫酸风机广泛用于输送多种工业酸性有毒气体,其选型需考虑气体物性:

二氧化硫(SO₂)气体:密度高于空气,易液化,风机需控制温度高于露点,防止冷凝酸腐蚀。 氮氧化物(NOₓ)气体:具氧化性,过流部件宜用不锈钢316L,密封增强防爆设计。 氯化氢(HCI)气体:吸湿性强,壳体需衬聚四氟乙烯(PTFE),运行湿度低于百分之六十。 氟化氢(HF)气体:渗透性极强,碳环密封需改用聚醚醚酮(PEEK)材料。 溴化氢(HBr)气体:类似HCI,但腐蚀性更强,叶轮需采用哈氏合金C-276。 其他特殊有毒气体:如硫化氢(H₂S),需防爆电机和全封闭结构。

输送时,风机功率可通过气体密度修正公式计算:实际功率等于标准功率乘以实际气体密度与空气密度的比值,确保电机选型匹配。

六、总结

硫酸离心鼓风机是工业气体处理的核心设备,AI(SO₂)600-1.3作为单级悬臂代表,以其紧凑结构和适应性广的特点,在中小规模硫酸系统中优势显著。正确的配件选型与定期修理是保障风机寿命的关键,尤其针对腐蚀性气体,需严格材料与密封标准。未来,随着新材料与智能监控技术的发展,硫酸风机将向高效化、长寿命方向进一步突破。

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