硫酸风机基础知识及AI650-1.35型号深度解析

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硫酸风机基础知识及AI650-1.35型号深度解析

作者：王军（139-7298-9387）
关键词：硫酸风机、AI650-1.35、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

在化工、冶金及环保行业中，硫酸生产及相关工业气体输送过程对风机的耐腐蚀性、密封性和运行稳定性要求极高。作为风机技术领域的从业者，我将结合多年实践经验，系统介绍硫酸离心鼓风机的基础知识，重点解析AI650-1.35型号的技术特点，并深入探讨风机配件构成、维修要点及工业气体输送中的关键问题。本文旨在为行业同仁提供实用参考，推动风机技术的标准化与创新。

一、硫酸风机概述与分类

硫酸风机是专门用于输送含硫氧化物、氮氧化物等强腐蚀性气体的离心式鼓风机，其核心设计需兼顾气体特性与工况需求。根据结构差异和应用场景，主流硫酸风机可分为以下系列：

C(SO₂)系列多级硫酸加压风机：采用多级叶轮串联结构，适用于中低压、大流量工况，通过逐级加压实现气体稳定输送，常用于硫酸制备系统中的二氧化硫气体处理。 D(SO₂)系列高速高压硫酸加压风机：设计转速高、单级压升大，适用于高压小流量场景，如二氧化硫的回收与压缩工序。 AI(SO₂)系列单级悬臂硫酸加压风机：叶轮悬臂安装，结构紧凑，适用于中小流量工况，维护便捷，是硫酸厂常见机型。 S(SO₂)系列单级高速双支撑硫酸加压风机：转子两端支撑，动态稳定性强，适用于高转速、高压力工况，如硝酸生产中的氮氧化物输送。 AII(SO₂)系列单级双支撑硫酸加压风机：双支撑结构结合宽流量设计，耐腐蚀材料覆盖全流道，适用于混合酸性气体输送。

这些风机可处理混合工业酸性有毒气体，包括二氧化硫(SO₂)、氮氧化物(NOₓ)、氯化氢(HCl)、氟化氢(HF)、溴化氢(HBr)等，其材质选择（如哈氏合金、钛材）和密封技术是保证长期运行的关键。

二、AI650-1.35硫酸风机型号解析

以AI650-1.35为例，其型号命名遵循行业规范：

“AI”：代表单级悬臂结构硫酸风机，叶轮直接安装在主轴悬臂端，结构简单，轴向尺寸小。 “650”：表示额定流量为每分钟650立方米，对应标准进气状态下的气体体积。 “-1.35”：表示出风口压力为-1.35个大气压（即真空状态），用于系统抽吸或负压输送。若型号中出现“/”符号（如AI1000-1.191/0.955），则“/”前为出风口压力，“/”后为进风口压力（例如进风口压力0.955大气压）；未标注“/”时默认进风口压力为1个大气压。

AI650-1.35风机适用于硫酸干燥塔或吸收塔的气体循环，其负压设计能有效克服系统阻力，确保腐蚀性介质无泄漏。叶轮采用超低碳不锈钢锻造，流道经防腐涂层处理，以抵抗二氧化硫和湿硫酸环境的侵蚀。

三、风机核心配件与技术要求

硫酸风机的可靠性依赖于关键配件的设计与材质选择，以下以AI系列为例说明：

风机主轴：
主轴作为转子核心，需具备高强度和耐疲劳特性。材料通常为42CrMo合金钢，经调质处理与表面防腐镀层（如镀铬）保护。主轴动态平衡等级需达到G2.5级，以降低振动风险。 风机轴承与轴瓦：
硫酸风机多采用滑动轴承（轴瓦），其材质为巴氏合金，具有良好的嵌入性与抗咬合能力。轴瓦设计需满足流体动压润滑理论，通过润滑油膜分离轴颈与瓦面，摩擦系数计算公式为：摩擦力等于摩擦系数乘以正压力。运行中需监控油温与油压，避免油膜破裂导致磨损。 风机转子总成：
包括叶轮、主轴及平衡盘等组件。叶轮需进行超速试验（转速为额定值的1.2倍），并施加防腐涂层。动平衡校正需满足残余不平衡量小于等于1克·毫米每千克的标准。 气封与碳环密封：气封：采用迷宫密封结构，通过多级节流间隙降低气体泄漏，材料为聚四氟乙烯或不锈钢。 碳环密封：由多个碳环串联组成，依靠弹簧预紧力实现径向密封，尤其适用于有毒气体工况。其泄漏量计算公式为：泄漏量等于密封间隙立方乘以压差再乘以常数π除以气体粘度与密封长度乘积的12倍。 油封与轴承箱：
油封多为氟橡胶材质，耐油耐酸；轴承箱设计需集成冷却水套，控制轴承温度低于70℃。

四、风机常见故障与修理流程

硫酸风机在酸性环境中易出现腐蚀、振动及密封失效等问题，修理需遵循标准化流程：

故障诊断： 振动超标：原因包括转子不平衡、轴承磨损或基础松动。需现场动平衡校正或更换轴瓦。 气体泄漏：检查碳环密封磨损情况，测量密封间隙，若超过设计值0.2毫米需更换。 压力异常：可能因叶轮腐蚀或气道堵塞，需进行无损探伤与清理。 拆卸与检查：
依次拆卸联轴器、轴承箱及转子总成，清洗后测量主轴直线度（公差≤0.02毫米）、叶轮壁厚减薄量（限值≤原厚度10%）。 修复与回装： 叶轮修复：腐蚀区域采用堆焊修复，并重新进行动平衡测试。 密封更换：安装新碳环时，预紧力需按厂家规范调整，通常为弹簧压缩量正负0.5毫米。 轴承装配：轴瓦刮研至接触面积≥85%，间隙控制在轴颈直径的千分之一点五至千分之二之间。 试运行验收：
空载运行2小时，监测振动值≤4.5毫米/秒、轴承温升≤40℃；负载测试需验证压力与流量曲线符合设计值。

五、工业气体输送风机的特殊考量

输送二氧化硫、氮氧化物等有毒气体时，风机设计需额外关注以下方面：

气体特性适配： 二氧化硫(SO₂)：密度为空气的2.2倍，风机需提高轴功率以克服阻力，计算公式为：轴功率等于流量乘以压升除以风机效率再除以机械效率。 氯化氢(HCl)：遇水生成盐酸，需采用无泄漏磁力密封或双端面干气密封。 氮氧化物(NOₓ)：具氧化性，壳体需用不锈钢316L材质，叶轮喷涂陶瓷防护层。 安全与环保措施：风机进出口设置应急切断阀，监测气体浓度联动停机。碳环密封的泄漏气体引至中和塔处理，实现零外泄。 运行维护优化：定期清洗流道结垢，防止酸性盐类堆积。润滑油选择耐酸型合成油，每月取样检测酸值变化。

结语

硫酸风机作为工业气体输送的核心设备，其技术深度与可靠性直接关系到生产安全与效率。通过对AI650-1.35型号的解析及配件修理的探讨，我们更需认识到：从材料科学到密封技术，从动态平衡到故障诊断，每一个环节都需精益求精。未来，随着智能监测与新材料应用，硫酸风机必将向高效化、长寿命方向迈进。作为技术人员，我们应持续学习、勇于创新，共同推动行业进步。

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