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硫酸风机AI300-1.353/0.996技术解析与工业气体输送应用

作者:王军(139-7298-9387)
本篇关键词:硫酸离心鼓风机、AI300-1.353/0.996、二氧化硫气体、风机配件、风机修理、工业酸性气体输送、碳环密封

一、硫酸风机技术概述与工业应用背景

硫酸离心鼓风机是化工、冶金及环保行业中处理腐蚀性气体的核心设备,其设计需兼顾气体特性(如二氧化硫、氮氧化物等)的腐蚀性、毒性及工艺压力要求。硫酸生产过程中,风机需在进风口负压、出风口正压的工况下稳定运行,确保硫铁矿焙烧或硫磺焚烧产生的二氧化硫气体高效输送至转化系统。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,适用于大型硫酸厂的长流程工艺。 D(SO₂)系列高速高压硫酸加压风机:采用齿轮箱增速,单级叶轮线速度高,适合紧凑型高压场景。 AI(SO₂)系列单级悬臂硫酸加压风机:转子悬臂布置,结构紧凑,适用于中低压工况。 S(SO₂)系列单级高速双支撑硫酸加压风机:双支撑结构结合高速设计,平衡性与抗振性优异。 AII(SO₂)系列单级双支撑硫酸加压风机:传统双支撑设计,维护便捷,适用于中等流量压力需求。

这些风机可输送混合工业酸性气体(如氯化氢、氟化氢、溴化氢等),其材质选择需针对气体特性采用高合金钢、双相不锈钢或特殊涂层技术。

二、风机型号AI300-1.353/0.996的技术参数与结构解析

AI300-1.353/0.996是AI系列悬臂单级硫酸风机的典型型号,其命名规则如下:

“AI”:代表单级悬臂结构,叶轮直接安装在主轴悬臂端,减少轴向尺寸。 “300”:表示额定流量为300立方米/分钟,对应标准状态下的气体体积。 “-1.353”:指出风口绝对压力为-1.353个大气压(即真空度约35.3 kPa),表明风机在出口段形成负压抽吸。 “/0.955”:表示进风口绝对压力为0.955个大气压(约96.8 kPa),低于标准大气压,体现系统入口的阻力特性。若型号中无“/”符号,则默认进风口压力为1个大气压。

该风机的气动性能基于离心式风机能量头方程:
理论能量头 = 叶轮切线速度的平方 × 压力系数
实际运行中,需根据气体密度(二氧化硫密度为空气的2.2倍)修正压力-流量曲线,确保工况点避开喘振区。

三、风机核心配件功能与材质选择

风机主轴: 采用40CrNiMoA合金钢,调质处理后硬度达HRC32-36,表面镀铬防腐。悬臂设计需计算临界转速,避免共振,其安全系数不低于2.5。 风机轴承与轴瓦: 选用锡青铜ZCuSn10P1轴瓦,内衬巴氏合金,油润滑条件下形成动压油膜。轴瓦间隙按主轴直径的0.1%-0.15%控制,例如直径150mm主轴间隙为0.15-0.225mm。 风机转子总成: 包含叶轮、主轴及平衡锁母。叶轮为2205双相不锈钢焊接结构,动平衡等级需达G6.3级,残余不平衡量≤1.2g·mm/kg。 气封与油封: 气封采用迷宫密封,间隙0.3-0.5mm,防止气体泄漏;油封为氟橡胶唇形密封,耐酸油工况。 轴承箱: 铸铁HT250箱体,内部设置油冷盘管,控油温度40-50℃。 碳环密封: 针对有毒气体(如溴化氢),采用浸锑碳环组合密封,弹簧补偿磨损,泄漏量<0.1 Nm³/h。

四、风机常见故障与修理方案

转子动平衡失效现象:振动值超7.1mm/s。 处理:现场动平衡校正,配重计算基于影响系数法,公式为:试重质量 × 试重相位 / 振动响应值 = 校正质量比例系数轴瓦烧蚀原因:油质劣化或间隙过小。 修理:刮研新轴瓦,接触斑点≥20点/25×25mm²,油槽边缘倒圆角防应力集中。 碳环密封磨损症状:出口气体浓度超标。 措施:更换碳环,调整弹簧预紧力至0.15-0.25MPa,密封气压力高于介质压力0.05MPa。 叶轮腐蚀防护:堆焊ER309L焊丝,或整体喷涂碳化钨涂层,延长寿命至3万小时。

五、工业酸性气体输送的风机设计要点

硫酸风机扩展应用于其他工业气体时,需针对性优化:

二氧化硫(SO₂)气体:机壳内壁衬PTFE,叶轮选用C276哈氏合金,防止稀硫酸冷凝腐蚀。 氮氧化物(NOₓ)气体:采用干气密封系统,避免润滑油硝化变质。 氯化氢(HCl)气体:全流道钛材TA2制作,轴承箱充氮气隔离。 氟化氢(HF)气体: Monet 400合金主体,冷却器用铑镍铜管。 溴化氢(HBr)气体:碳环密封结合氮气吹扫,排气阀耐溴素腐蚀。

对于混合酸性气体,风机需满足NACE MR0175标准,并通过有限元分析校核临界转速,确保轴系稳定性。

六、结论

硫酸离心鼓风机AI300-1.353/0.996体现了悬臂式风机在中等流量工况下的高效性与可靠性,其配件设计与修理方案聚焦于腐蚀防护与动态平衡控制。在扩展至多种工业气体输送时,需依据气体特性迭代材料与密封技术,以实现长周期安全运行。未来,智能监测(如振动频谱分析)与新材料(如陶瓷矩阵涂层)将进一步推动风机技术革新。

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