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硫酸风机基础知识及AI800-1.297/0.94型号详解

作者:王军(139-7298-9387)
关键词:硫酸风机、AI800-1.297/0.94、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

硫酸风机是工业气体输送领域的核心设备,专用于处理高腐蚀性、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、环保等行业中承担气体加压、循环和废气处理的关键任务。其设计需兼顾耐腐蚀性、密封性和结构强度,以适应高温、高压的恶劣工况。根据结构特点,硫酸风机可分为多种系列:

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、大流量场景,通过逐级加压实现气体稳定输送。 D(SO₂)系列高速高压硫酸加压风机:结合高速转子与优化流道,适用于高压需求工况,效率高但结构复杂。 AI(SO₂)系列单级悬臂硫酸加压风机:叶轮悬臂安装,结构紧凑,适用于中小流量场景,维护便捷。 S(SO₂)系列单级高速双支撑硫酸加压风机:转子两端支撑,运行平稳,适合高转速工况。 AII(SO₂)系列单级双支撑硫酸加压风机:双支撑结构增强刚性,用于高负载和长周期运行。

这些风机可处理混合工业酸性气体,其材质常选用特种合金(如哈氏合金)或复合材料,以抵抗气体腐蚀。例如,输送二氧化硫时,风机需具备防泄漏设计;处理氯化氢时,需应对其吸湿性导致的强腐蚀问题。

二、风机型号AI800-1.297/0.94技术解析

AI800-1.297/0.94是AI系列悬臂单级硫酸风机的典型型号,其命名规则包含核心参数:

“AI”:代表单级悬臂结构,叶轮直接安装在主轴端部,无需中间支撑,减少了部件数量,降低了维护成本。 “800”:表示风机额定流量为每分钟800立方米,该流量基于进口标准状态(温度20℃、压力101.325 kPa)设计,实际流量可通过转速调节。 “-1.297”:指出风口压力为-1.297个大气压(约-131.4 kPa),负压值表明风机在抽吸工况下运行,常用于系统入口的气体抽取。 “/0.955”:表示进风口压力为0.955个大气压(约96.8 kPa),低于标准大气压,说明风机在部分真空条件下工作。若型号中无“/”符号,则默认进风口压力为1个大气压。

该风机的性能基于气体动力学原理,其压力与流量关系可用中文描述为:风机全压等于出口动压与进口动压之差加上出口静压与进口静压之差。在实际运行中,风机需克服管道阻力和气体密度变化,功率计算需综合流量、压力及效率参数。

三、风机核心配件功能与选型要求

硫酸风机的可靠性依赖于关键配件的合理设计与材质选择:

风机主轴:作为转子核心,需具备高强度和抗疲劳性,常采用40CrNiMoA合金钢,表面进行渗氮处理以增强耐腐蚀性。主轴动态平衡等级需达到G2.5级,避免振动超标。 风机轴承与轴瓦:硫酸风机多采用滑动轴承(轴瓦),其材质为巴氏合金或铜基合金,具有良好的嵌入性和抗冲击性。轴瓦间隙需根据主轴热膨胀系数调整,一般控制在主轴直径的千分之一至千分之三之间。润滑系统需提供强制油循环,确保油膜稳定。 风机转子总成:包括叶轮、主轴和平衡盘。叶轮为后向叶片设计,材质选用316L不锈钢或钛合金,以应对酸性气体腐蚀。动平衡校验需满足ISO 1940标准,残余不平衡量小于1.5 g·mm/kg。 气封与碳环密封:气封用于隔离高压区与低压区,减少内泄漏;碳环密封则采用石墨复合材料,耐高温且自润滑,密封间隙通常设计为0.05~0.1 mm。在二氧化硫输送中,密封系统需保证泄漏率低于0.1%。 油封与轴承箱:油封多为氟橡胶或聚四氟乙烯材质,防止润滑油外泄;轴承箱为铸铁或焊接结构,内部设有冷却水套,控制轴承温度在60℃以下。

配件选型需依据气体特性:例如,输送氟化氢(HF)时,转子需覆盖聚四氟乙烯涂层;处理溴化氢(HBr)时,密封系统需增加氮气吹扫。

四、风机常见故障与修理流程

硫酸风机的修理需针对腐蚀、振动和泄漏等典型问题制定方案:

主轴修复:若主轴磨损或弯曲,可采用激光熔覆技术修复,修复后径向跳动需小于0.02 mm。 轴瓦更换:轴瓦刮研需保证接触面积超过85%,间隙测量采用压铅法,铅丝厚度约为设计间隙值的1.5倍。 转子动平衡校正:现场动平衡使用影响系数法,通过试重计算校正质量,公式描述为:初始振动向量除以试重影响向量等于校正质量向量。平衡后振动速度应低于2.8 mm/s。 密封系统维护:碳环密封更换时,需检测端面平面度(误差≤0.02 mm),并采用氦质谱仪进行泄漏测试。 轴承箱检修:清洗油路并检查冷却水管,确保无结垢或堵塞。装配时,轴承与轴颈的过盈量按直径的万分之五至千分之一设计。

修理后需进行性能测试:包括压力-流量曲线验证、效率计算(全压效率等于有效功率除以轴功率)及72小时连续运行考核。

五、工业气体输送风机的特殊设计

输送工业酸性气体时,风机需针对毒性和腐蚀性优化:

二氧化硫(SO₂)输送:风机壳体内衬耐酸胶泥,叶轮进行阳极氧化处理,防止稀硫酸凝结腐蚀。 氮氧化物(NOₓ)输送:采用双密封结构,中间注入惰性气体,避免与空气混合爆炸。 氯化氢(HCI)输送:流通部件电镀镍磷合金,提高表面硬度与耐蚀性。 特殊气体适配:例如,氟化氢(HF)输送需用蒙乃尔合金;溴化氢(HBr)风机需增设洗涤接口,防止溴素析出。

此外,风机控制系统需集成压力、温度传感器,并联动紧急停车装置,确保气体泄漏时自动切断电源。

六、总结

硫酸风机作为工业气体处理的关键设备,其型号如AI800-1.297/0.94体现了精准的参数化设计。通过优化配件选型(如轴瓦与碳环密封)和完善修理流程,可显著提升风机寿命与安全性。未来,随着材料科学与智能监控技术的发展,硫酸风机将进一步向高效化、低泄漏方向演进,为工业环保与安全生产提供坚实保障。

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