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硫酸风机基础知识及AII110-1.142/0.8769型号详解

作者:王军(139-7298-9387)
关键词:硫酸离心鼓风机、AII110-1.142/0.8769、风机配件、风机修理、工业气体输送、二氧化硫、轴瓦、碳环密封

一、硫酸风机概述与应用领域

硫酸离心鼓风机是工业气体输送系统的核心设备,专门用于处理腐蚀性、有毒的酸性气体,如二氧化硫(SO₂)、氮氧化物(NOₓ)、氯化氢(HCI)等。这类风机在化工、冶金、环保等行业中承担着气体加压、循环和废气处理的关键任务。其设计需兼顾气体特性与工况要求:酸性气体易引发材料腐蚀,因此风机需采用耐腐蚀合金(如高镍合金、钛钢)或特种涂层;同时,因气体可能含有颗粒物,转子与密封结构需具备防磨损与防泄漏能力。

根据结构差异,硫酸风机主要分为以下系列:

C(SO₂)系列多级硫酸加压风机:通过多级叶轮串联实现高压比,适用于大型化工系统中长距离气体输送,效率高但结构复杂。 D(SO₂)系列高速高压硫酸加压风机:采用齿轮增速技术,转速可达每分钟数万转,适用于小流量高压工况,但对轴承与动平衡要求极高。 AI(SO₂)系列单级悬臂硫酸加压风机:叶轮悬臂安装,结构紧凑,适用于中低压场景,维护便捷但负载能力有限。 S(SO₂)系列单级高速双支撑风机:转子两端支撑,稳定性强,适合高转速工况,常见于废气回收系统。 AII(SO₂)系列单级双支撑硫酸加压风机:本文重点型号所属系列,兼具高可靠性与适应性,广泛用于硫酸生产中的SO₂气体输送。

二、AII110-1.142/0.8769型号深度解析

型号释义

“AII”:代表单级双支撑结构,即叶轮位于两个轴承之间,此种设计能有效分散径向载荷,减少主轴挠度,延长寿命。 “110”:表示风机流量为每分钟110立方米,该值基于进口标准状态(温度20°C、压力101.325kPa)下的气体体积。 “-1.142”:指出风口相对压力为-1.142个大气压(约-115.7kPa),负压表明风机处于吸气模式,常见于系统前端气体抽取。 “/0.955”:指进风口绝对压力为0.955个大气压(约96.8kPa),低于标准大气压,表明进口可能存在阻力或真空条件。若型号无“/”后缀,则默认进口压力为1个大气压。

设计与性能特点
该风机专为硫酸工艺中SO₂气体输送设计,其气体密度计算需应用理想气体状态方程,即密度等于气体常数乘以绝对温度再除以绝对压力。例如,SO₂气体在进口压力0.955atm、温度80°C时,密度约为2.8千克每立方米,直接影响风机的压升与功率。叶轮采用后向弯曲叶片,效率可达82%以上,且通过动平衡校正(残余不平衡量小于1.0g·mm/kg),确保振动速度低于4.5mm/s。工作转速通常为每分钟2950转,配套电机功率按有效功率公式计算:功率等于流量乘以压升再除以机械效率与气体密度修正系数,本例中额定功率约55kW。

三、风机核心配件功能与选型要求

风机主轴:采用42CrMo合金钢锻件,调质处理后硬度达HB240-280,表面镀铬以耐酸性腐蚀。临界转速需高于工作转速25%,避免共振。 轴瓦轴承:为滑动轴承形式,材料为锡青铜ZCuSn10Pb1,内衬巴氏合金,依靠压力油润滑形成油膜。油膜压力分布遵循雷诺方程,需保证最小油膜厚度大于表面粗糙度之和。 转子总成:包括叶轮、主轴及平衡盘。叶轮为焊接结构,材质为CD4MCu双相不锈钢,叶片型线采用三元流设计,减少气体分离损失。 气封与碳环密封:气封为迷宫式结构,通过多级节流降低泄漏;碳环密封则利用石墨环的自润滑性,在轴向弹簧力作用下紧贴轴颈,泄漏量控制在每小时0.2立方米以内。 油封与轴承箱:油封采用氟橡胶唇形密封,耐酸油(如VG46合成油);轴承箱为铸铁HT250,内部设置冷却水腔,维持油温低于65°C。

四、风机常见故障与修理流程

硫酸风机的故障多源于腐蚀、磨损或动平衡失效,典型问题及处理如下:

振动超标:首先检查转子积垢,需喷砂清洗并复平衡;其次检测轴瓦间隙,若超过轴径的千分之一点五,需刮瓦或更换。 气封泄漏:拆解后测量密封间隙,标准值为0.3-0.5mm,超差则更换碳环。安装时需用塞尺保证圆周间隙均匀。 轴承温度高:分析润滑油质,若酸值超过0.5mgKOH/g应换油;检查冷却水管道是否结垢,必要时化学清洗。 性能下降:通过特性曲线对比,若流量压比低于设计值10%,可能为叶轮腐蚀,需堆焊修复或更换。

修理后需进行试运行:空载运行2小时监测振动与温度,负载运行中按风机相似定律验证性能,即流量与转速成正比,压比与转速平方成正比。

五、工业酸性气体输送技术要点

硫酸风机扩展应用于其他工业气体时,需针对性调整:

氮氧化物(NOₓ)气体:因具氧化性,壳体需采用316L不锈钢;同时气体密度低,需提高转速补偿压升。 氯化氢(HCI)气体:遇水生成盐酸,需保持气体露点低于-20°C,并采用聚四氟乙烯密封材料。 溴化氢(HBr)气体:渗透性强,碳环密封需增加吹扫气系统,防止结晶堵塞。

所有气体输送均需遵循风机通用定律:功率与气体密度成正比,因此在输送高密度气体(如SO₂对比空气)时,电机需预留30%功率余量。

六、总结

AII110-1.142/0.8769硫酸风机体现了双支撑结构的稳定性与工况适应性,其配件设计与修理维护均需围绕腐蚀防护与精度控制展开。工业气体输送中,风机选型需综合气体特性、系统压力及安全规范,通过科学维护可延长寿命至20万小时以上。未来,智能监测(如振动频谱分析)将进一步优化风机运行效率。

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