硫酸风机基础知识及AI680-1.21/1.02型号详解

作者：王军（139-7298-9387）
关键词：硫酸风机、AI680-1.21/1.02型号、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

硫酸风机是工业领域中用于输送酸性、有毒气体的关键设备，广泛应用于化工、冶金和环保等行业。这类风机需具备耐腐蚀、高压和高效的特点，以确保在恶劣工况下稳定运行。本文以硫酸风机型号AI680-1.21/1.02为核心，结合风机配件、修理方法及工业气体输送知识，系统介绍其基础知识。文章参考了C(SO₂)、D(SO₂)、AI(SO₂)、S(SO₂)和AII(SO₂)等多个系列风机，旨在为风机技术人员提供实用指导。

硫酸风机概述

硫酸风机是专为输送酸性气体设计的离心鼓风机，主要处理二氧化硫(SO₂)、氮氧化物(NOₓ)、氯化氢(HCl)、氟化氢(HF)、溴化氢(HBr)等有毒介质。这些气体在硫酸生产、废气处理和化工流程中常见，风机需采用特殊材料和结构以防止腐蚀和泄漏。根据结构和压力需求，硫酸风机可分为多级和单级类型：C(SO₂)型系列多级硫酸加压风机适用于中低压场景，通过多级叶轮串联提高压力；D(SO₂)型系列高速高压硫酸加压风机采用高速设计，适用于高压输送；AI(SO₂)型系列单级悬臂硫酸加压风机结构紧凑，适用于中小流量；S(SO₂)型系列单级高速双支撑硫酸加压风机结合高速和双支撑，提高稳定性；AII(SO₂)型系列单级双支撑硫酸加压风机则强调高负载能力。这些风机的工作原理基于离心力，气体通过高速旋转的叶轮获得动能，再在蜗壳中转化为压力能，其性能可通过风机定律描述，例如流量与转速成正比，压力与转速的平方成正比。

硫酸风机的设计需考虑气体特性，如SO₂气体的腐蚀性，要求风机内部使用合金材料或涂层。此外，工业气体输送中，风机需满足严格的密封和冷却要求，以防止有毒气体外泄。整体上，硫酸风机在工业流程中扮演着“心脏”角色，其可靠性和效率直接影响生产安全和环保达标。

风机型号AI680-1.21/1.02详细说明

AI680-1.21/1.02是AI(SO₂)型系列单级悬臂硫酸加压风机的典型型号，专为输送二氧化硫等酸性气体设计。该型号的命名规则清晰体现了其性能参数：“AI”表示AI系列悬臂单级结构，这种设计使风机结构简单、维护方便，适用于中等流量场景；“680”表示风机流量为每分钟680立方米，这反映了风机在标准工况下的气体输送能力；“-1.21”表示出风口压力为-1.21个大气压（即负压，常用于抽吸或排气工况）；“/0.955”表示进风口压力为0.955个大气压，略低于标准大气压，表明风机在进气端可能存在轻微阻力。如果没有“/”符号，则默认进风口压力为1个大气压。这种压力组合确保了风机在硫酸生产系统中能有效处理气体流动，避免压力损失。

AI680-1.21/1.02风机的结构特点包括悬臂式叶轮安装，减少了支撑点，降低了振动风险，同时采用耐腐蚀合金材质，如不锈钢或哈氏合金，以抵抗SO₂气体的侵蚀。其工作温度范围通常在-20°C至200°C，适用于大多数工业环境。性能上，该风机基于离心原理，气体从轴向进入，经叶轮加速后径向排出，压力变化可通过欧拉方程描述，即风机产生的压力与叶轮转速和气体密度相关。在实际应用中，该型号常用于硫酸厂的吸收塔或干燥塔，确保气体连续输送，效率可达85%以上。与其他系列相比，如AII系列双支撑结构，AI系列更适用于空间受限的场合，但需定期检查悬臂部件的磨损。

风机配件详解

硫酸风机的配件是确保其长期稳定运行的关键，AI680-1.21/1.02型号的配件包括风机主轴、风机轴承用轴瓦、风机转子总成、气封、油封、轴承箱和碳环密封等。这些配件需具备高耐腐蚀性和耐磨性，以适应酸性气体环境。

风机主轴是风机的核心部件，负责传递电机动力驱动叶轮旋转。在AI680-1.21/1.02中，主轴通常由高强度合金钢制成，表面进行防腐处理，以承受高速旋转下的扭矩和弯曲应力。其设计需满足刚度计算公式，即主轴直径与转速成反比，以确保在每分钟数千转的工况下不变形。

风机轴承用轴瓦是支撑主轴的关键部件，采用滑动轴承形式，材质多为巴氏合金或铜基合金，具有良好的耐磨和抗冲击性能。轴瓦通过油润滑系统减少摩擦，其寿命与润滑条件直接相关，如果油膜厚度不足，可能导致磨损加剧。在AI系列中，轴瓦设计考虑了酸性气体的潜在腐蚀，常添加密封保护。

风机转子总成包括叶轮、主轴和平衡盘等部件。叶轮作为气体加速的核心，采用后弯叶片设计，以提高效率和降低能耗。转子总成需进行动平衡测试，避免不平衡量引发振动，其平衡标准遵循国际标准ISO 1940，确保在运行中平稳。

气封和油封是防止气体和润滑油泄漏的密封装置。气封通常采用迷宫式结构，利用多级间隙减少气体泄漏；油封则为橡胶或聚四氟乙烯材质，确保轴承箱内的润滑油不外泄。在酸性气体环境中，这些密封需定期更换，以防腐蚀失效。

轴承箱是容纳轴承和润滑系统的外壳，在AI680-1.21/1.02中，轴承箱设计为密闭结构，内部充填耐酸润滑油，外部配有冷却装置，以控制温度升高。碳环密封是一种高效密封方式，由碳石墨材料制成，适用于高压差工况，能有效阻止SO₂气体泄漏，其密封原理基于碳环与轴的紧密接触，摩擦系数低，寿命长。

这些配件的选材和维护直接影响风机整体性能，例如，碳环密封若损坏，可能导致气体泄漏和效率下降。因此，在风机运行中，需定期检查配件状态，确保兼容工业气体特性。

风机修理与维护

硫酸风机的修理是保障设备寿命和生产安全的重要环节，尤其对于AI680-1.21/1.02型号，需针对酸性气体环境制定专项维护计划。常见故障包括振动异常、压力下降和泄漏，这些多由配件磨损或腐蚀引起。

修理流程首先从诊断开始，使用振动分析仪检测风机运行状态，如果振动值超过标准限值（如ISO 10816标准），可能表明转子不平衡或轴承损坏。对于转子总成，需拆卸后进行动平衡校正，使用平衡机调整叶轮质量分布，直至残余不平衡量小于许可值。主轴若出现弯曲或裂纹，需用磁粉探伤检查，并进行矫直或更换，其矫直过程需遵循热加工原则，避免材料性能下降。

轴承和轴瓦的修理重点在于磨损评估。轴瓦间隙可通过塞尺测量，如果间隙过大，需更换新轴瓦，并确保润滑油清洁度。润滑油应定期采样分析，检测酸值和杂质，以防酸性气体污染导致润滑失效。轴承箱若泄漏，需检查油封和气封，更换损坏部件，并清理内部积垢。

气封和碳环密封的维护是关键，因为泄漏可能导致有毒气体外泄。碳环密封若磨损，需整体更换，并检查轴表面光洁度，确保密封面平整。在修理后，风机需进行试运行，测试压力、流量和温度参数，确保符合设计值，例如出风口压力-1.21大气压和进风口压力0.955大气压需稳定维持。

预防性维护包括定期清洗风机内部，使用中性清洗剂去除酸性残留，并检查电气系统。建议每运行2000小时进行一次全面检修，以延长风机寿命。修理中，安全措施必不可少，如佩戴防护装备和确保工作场所通风，防止气体中毒。通过系统修理，AI680-1.21/1.02风机可恢复至原有效率，减少停机损失。

工业气体输送应用

硫酸风机在工业气体输送中发挥重要作用，不仅限于SO₂气体，还可处理氮氧化物(NOₓ)、氯化氢(HCl)、氟化氢(HF)、溴化氢(HBr)等特殊有毒气体。这些气体在化工、制药和金属处理行业中常见，风机需根据气体特性定制设计。

对于二氧化硫(SO₂)气体输送，风机如AI680-1.21/1.02需采用耐硫酸腐蚀的材料，例如316L不锈钢，内部涂层可增强保护。SO₂气体密度较高，风机设计需考虑气体密度对压力的影响，压力计算公式为风机全压等于气体密度乘以速度头，以确保在变工况下稳定运行。在硫酸生产中，风机常用于转化工段，将SO₂气体加压至反应所需压力。

氮氧化物(NOₓ)气体通常来自燃烧过程，具有强氧化性，要求风机密封严密，防止泄漏污染。氯化氢(HCl)和氟化氢(HF)气体腐蚀性极强，风机配件需选用哈氏合金或钛材，并加强冷却系统，控制气体温度。溴化氢(HBr)气体类似，但其分子量较大，风机叶轮需优化设计以减少能量损失。

其他特殊有毒气体，如硫化氢或磷化氢，风机需配备泄漏检测和应急停机系统。在输送这些工业气体时，风机的选型基于气体成分、流量和压力需求，例如C系列适用于多级加压，D系列适用于高压高速场景。整体上，硫酸风机的应用需遵循环保标准，确保气体处理达标排放，同时通过定期维护降低风险。

结论

硫酸风机是工业气体输送的核心设备，型号AI680-1.21/1.02作为AI系列的典型代表，体现了悬臂单级设计的高效性和适用性。通过深入了解其配件如主轴、轴瓦和碳环密封，以及系统修理方法，技术人员可提升风机维护水平。同时，工业气体输送的应用强调了对腐蚀性和有毒气体的适应性，未来风机技术将趋向智能化和材料创新，以进一步提高安全性和效率。本文旨在为同行提供实用参考，推动风机技术在工业领域的进步。