硫酸风机基础知识及AI1075-1.25型号详解

作者：王军（139-7298-9387）

关键词：硫酸风机、AI1075-1.25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

在化工、冶金和环保等行业中，硫酸风机是输送酸性、有毒气体的关键设备，广泛应用于硫酸生产、废气处理和工业气体输送等领域。作为风机技术专家，我将结合多年经验，系统介绍硫酸风机的基础知识，并以AI1075-1.25型号为例，详细说明其结构、工作原理、配件及修理要点。同时，本文还将涵盖其他系列风机，如C(SO₂)型、D(SO₂)型、S(SO₂)型和AII(SO₂)型，并探讨输送工业气体（如二氧化硫、氮氧化物、氯化氢等）的特殊要求。文章旨在为工程技术人员提供实用参考，确保风机安全高效运行。

一、硫酸风机概述

硫酸风机是一种专门用于输送腐蚀性、有毒工业气体的离心鼓风机，其设计需考虑气体的化学性质、压力和流量要求。硫酸风机通常采用耐腐蚀材料制造，如不锈钢、特种合金或涂层处理，以抵抗酸性气体的侵蚀。根据结构和应用，硫酸风机可分为多种系列：C(SO₂)型系列多级硫酸加压风机适用于中低压场景，通过多级叶轮串联实现高压升；D(SO₂)型系列高速高压硫酸加压风机采用高速转子设计，适用于高压力、大流量工况；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平衡性好，适用于高速运行；AII(SO₂)型系列单级双支撑硫酸加压风机则强调稳定性和耐用性。这些风机可输送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，其运行原理基于离心力作用，气体在叶轮旋转下获得动能，随后在扩压器中转化为压力能。

硫酸风机的选型需综合考虑气体成分、温度、压力和流量。例如，输送二氧化硫气体时，需注意其腐蚀性和毒性，风机材质应选用耐硫酸腐蚀的合金；输送氯化氢气体时，则需防潮和防结晶设计。风机性能通常以流量、压力、效率和功率等参数描述，其中流量单位为立方米每分钟，压力以大气压表示。在实际应用中，硫酸风机需配备密封系统、冷却装置和监控设备，以确保安全运行。

二、AI1075-1.25硫酸风机型号详解

AI1075-1.25是AI(SO₂)型系列单级悬臂硫酸加压风机的典型型号，其命名规则体现了风机的关键参数。"AI"表示该风机属于AI系列，即单级悬臂结构，这种设计使风机结构简单、维护方便，适用于中小流量场合。"1075"表示风机的流量为每分钟1075立方米，这是风机在标准条件下的额定流量，实际流量可能因工况变化而调整。"-1.25"表示出风口压力为-1.25个大气压，即负压状态，表明风机用于抽吸或减压操作。需要注意的是，该型号未标注进风口压力，根据规则，如果没有"/"符号，进风口压力默认为1个大气压（标准大气压）。因此，AI1075-1.25的整体含义为：单级悬臂硫酸风机，流量1075立方米每分钟，出风口压力-1.25大气压，进风口压力1大气压。

AI1075-1.25风机的工作原理基于离心式鼓风机的经典理论。气体从进风口进入，通过叶轮高速旋转产生离心力，气体动能增加；随后，在蜗壳和扩压器中，动能转化为压力能，实现气体加压。其性能可通过风机基本方程描述：风机压力与叶轮转速的平方成正比，与气体密度相关。具体公式为：风机全压等于气体密度乘以叶轮周向速度的平方再乘以压力系数。在实际运行中，风机需平衡流量和压力，避免喘振和阻塞现象。AI1075-1.25适用于硫酸生产中的二氧化硫输送，其悬臂设计减少了支撑部件，降低了摩擦损失，但需注意轴系平衡以防止振动。

该风机的设计特点包括：采用高强度合金主轴，确保在高转速下的稳定性；轴瓦轴承减少磨损，适用于高速重载工况；碳环密封提供可靠的气密性，防止有毒气体泄漏。此外，风机还配备冷却系统，以应对气体温度变化。在应用中，用户需定期检查流量和压力参数，确保风机在额定工况下运行，避免过载或低效操作。

三、风机配件详解

硫酸风机的配件是确保其长期稳定运行的核心，AI1075-1.25及其他系列风机的配件包括主轴、轴承（轴瓦）、转子总成、气封、油封、轴承箱和碳环密封等。这些配件需选用耐腐蚀、高强度的材料，并定期维护以防故障。

首先，风机主轴是传递动力的关键部件，通常由高强度合金钢制成，表面进行防腐处理。主轴的设计需满足高转速和扭矩要求，其强度计算基于弯矩和扭矩组合公式：主轴应力等于弯矩除以抗弯截面系数加上扭矩除以抗扭截面系数。在AI1075-1.25中，主轴采用悬臂支撑，需特别注意动平衡，以避免振动和疲劳损坏。

其次，风机轴承常用轴瓦形式，轴瓦是一种滑动轴承，由铜基合金或巴氏合金制成，具有良好的耐磨性和抗冲击性。轴瓦的工作原理基于流体动压润滑理论：当主轴旋转时，润滑油在轴瓦间隙中形成油膜，减少摩擦和磨损。油膜压力分布可用雷诺方程描述：油膜压力梯度与油膜厚度、速度和粘度相关。在硫酸风机中，轴瓦需定期检查磨损情况，并确保润滑油清洁，防止酸性气体腐蚀。

转子总成包括叶轮、轴和平衡盘等部件。叶轮是风机的核心，其设计直接影响风机效率和压力。叶轮叶片通常采用后弯式，以降低能耗和噪声。转子总成的平衡至关重要，静态和动态平衡需符合国际标准，不平衡量可用公式：不平衡量等于质量乘以偏心距计算。在AI1075-1.25中，转子总成采用整体锻造，提高刚性和寿命。

气封和油封用于防止气体和润滑油泄漏。气封通常采用迷宫式或碳环密封，碳环密封由多个碳环组成，依靠弹簧压力实现密封，其密封效率与环数、间隙和压力差相关。油封则用于轴承箱，防止润滑油外泄。在硫酸风机中，碳环密封尤为重要，因为它能耐受酸性气体，其泄漏量可用流量公式估算：泄漏量等于密封间隙的立方乘以压力差再除以气体粘度和密封长度。

轴承箱是支撑主轴和轴承的壳体，需具备高刚性和耐腐蚀性。在AI1075-1.25中，轴承箱采用铸铁或焊接结构，内部设有油路和冷却通道。维护时，需检查轴承箱的密封性和温度，确保润滑油循环正常。

其他配件包括联轴器、底座和监控传感器等。联轴器用于连接风机和电机，需传递扭矩并补偿对中误差；底座提供稳定支撑，减少振动；传感器监测振动、温度和压力参数，实现 predictive maintenance。所有配件在硫酸环境中需定期更换，建议根据运行小时数或气体腐蚀程度制定维护计划。

四、风机修理与维护

硫酸风机的修理是保障设备寿命和安全的关键环节，尤其对于AI1075-1.25这类高速风机，需定期进行预防性维护和故障修复。修理过程包括诊断、拆卸、修复和重装，重点针对常见问题如振动超标、密封泄漏和轴承磨损。

首先，风机振动是常见故障，可能由转子不平衡、对中不良或轴承损坏引起。振动分析可用振动速度或加速度描述，其值不应超过标准限值。修理时，需对转子总成进行动平衡校正，平衡精度可用公式：允许残余不平衡量等于风机质量乘以平衡等级再除以角速度计算。对于AI1075-1.25，建议每运行2000小时检查一次平衡状态。

其次，密封系统故障可能导致气体泄漏，增加安全风险。碳环密封的磨损可通过泄漏量监测，如果泄漏超标，需更换碳环并检查弹簧压力。气封和油封的修理需清洁密封面，确保无腐蚀残留。在硫酸风机中，密封材料应选用聚四氟乙烯或特种合金，以抵抗酸性气体侵蚀。

轴承和轴瓦的修理是维护的重点。轴瓦磨损后，需测量间隙，可用塞尺或超声波检测。如果间隙超标，需刮研或更换轴瓦。轴承箱的修理包括检查油路和冷却系统，确保润滑油流量充足。润滑油选择需考虑粘度和工作温度，其寿命可用润滑油降解模型估算。

其他修理项目包括叶轮腐蚀修复、主轴矫直和联轴器对中。叶轮腐蚀可通过堆焊或更换叶片修复，修复后需重新平衡。主轴矫直需用液压机进行，矫直量不应超过允许挠度。联轴器对中需用激光对中仪，对中误差应控制在0.05毫米以内。

预防性维护建议：建立定期检查制度，包括每日巡检振动和温度，每月分析润滑油，每年大修一次。对于输送高腐蚀性气体如氯化氢或氟化氢的风机，维护周期应缩短。同时，培训操作人员熟悉风机原理和应急处理，可减少停机时间。

五、工业气体输送应用

硫酸风机不仅用于硫酸生产，还广泛输送各种工业酸性有毒气体，如二氧化硫(SO₂)、氮氧化物(NOₓ)、氯化氢(HCl)、氟化氢(HF)、溴化氢(HBr)等。这些气体具有强腐蚀性和毒性，风机设计需特殊考虑材料、密封和安全措施。

对于二氧化硫气体输送，风机需选用耐硫酸腐蚀的材料，如316L不锈钢或哈氏合金。SO₂气体在湿环境中易形成亚硫酸，加剧腐蚀，因此风机内部需干燥处理或涂层保护。性能上，风机压力需根据气体密度调整，因为SO₂密度高于空气，其压力计算需用实际气体状态方程。

氮氧化物气体通常包括NO和NO₂，具有氧化性和毒性。输送时，风机需防爆设计，叶轮采用高强度合金，防止高温下变形。同时，需监控气体温度，避免NO₂分解。氯化氢气体易吸湿形成盐酸，风机需全密封结构，碳环密封需增强，泄漏率应低于国家标准。

氟化氢和溴化氢气体腐蚀性极强，风机材质需选用蒙乃尔合金或钛合金。运行中，需注意气体纯度和温度，防止结晶堵塞。其他特殊有毒气体如硫化氢，风机需配备气体检测和应急停机系统。

在不同系列风机中，C(SO₂)型多级风机适用于中压SO₂输送，其多级设计提供平稳压力升；D(SO₂)型高速风机用于高压场合，如废气回收；S(SO₂)型和AII(SO₂)型则适用于大流量双支撑应用。选型时，需计算系统阻力曲线和风机性能曲线的交点，确保高效运行。

安全规范包括：风机进出口设阀门和泄压装置，现场安装气体报警器，操作人员佩戴防护装备。通过合理设计和维护，硫酸风机可高效输送工业气体，支持化工流程的可持续发展。

结论

硫酸风机是工业气体输送的核心设备，AI1075-1.25作为AI系列的典型代表，体现了单级悬臂风机的优势。通过深入了解风机型号、配件和修理方法，工程人员可优化运行效率，延长设备寿命。未来，随着材料技术和智能监控的发展，硫酸风机将向更高效率、更环保方向演进。作为风机技术专家，我建议用户注重定期维护和培训，以确保安全生产。如有疑问，欢迎联系作者王军（139-7298-9387）进一步交流。