硫酸风机基础知识及AI450-1.16型号深度解析

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硫酸风机基础知识及AI450-1.16型号深度解析

作者：王军（139-7298-9387）
关键词：硫酸风机、AI450-1.16、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

硫酸生产是化工工业的核心环节，而硫酸离心鼓风机作为输送酸性、有毒气体的关键设备，其性能直接关系到生产效率和环境安全。本文以硫酸风机型号AI450-1.16为重点，系统介绍硫酸风机的基础知识、配件功能、维修要点及工业气体输送特性，旨在为从业人员提供技术参考。

一、硫酸风机概述与分类

硫酸风机专用于输送含二氧化硫（SO₂）、氮氧化物（NOₓ）、氯化氢（HCI）等腐蚀性气体的设备，需具备耐腐蚀、高压和密封性强的特点。根据结构和压力需求，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输送，适用于大型硫酸厂，压力提升遵循“多级增压原理”，即总压力等于各级压力增量之和。 D(SO₂)系列高速高压硫酸加压风机：采用齿轮增速设计，转速可达每分钟数万转，适用于小流量高压工况，其压力与转速的平方成正比。 AI(SO₂)系列单级悬臂硫酸加压风机：叶轮悬臂安装，结构紧凑，适合中低压场景，如文中的AI450-1.16型号。 S(SO₂)系列单级高速双支撑风机：转子两端支撑，稳定性高，用于高转速长周期运行。 AII(SO₂)系列单级双支撑硫酸加压风机：兼顾悬臂与双支撑优点，抗振动性能强。

这些风机可处理混合酸性气体，其设计需考虑气体密度、腐蚀性和温度影响。例如，输送SO₂时，气体密度约为空气的2.2倍，风机需调整叶轮角度以维持效率。

二、风机型号AI450-1.16详解

AI450-1.16是AI系列的代表型号，其命名规则如下：

“AI”：表示单级悬臂结构，叶轮直接安装在主轴端部，减少轴向尺寸。 “450”：代表流量为每分钟450立方米，对应硫酸生产中的中等规模需求。 “-1.16”：表示出口压力为-1.16个大气压（即负压工况），进口压力默认为1个大气压。该设计适用于系统抽吸环节，如从反应塔中抽取SO₂气体。

与参考型号“AI1000-1.191/0.955”相比，AI450-1.16未标注进口压力，表明其进口为常压。其性能参数如下：

流量-压力曲线：在450立方米/分钟流量下，压力需满足系统阻力要求，风机功率可通过“功率等于流量乘以压力除以效率”公式估算。 材料选择：接触气体的部件采用高镍合金或钛涂层，防止酸性腐蚀。 应用场景：常用于硫酸干燥塔的气体循环，温度范围50-100°C。

三、风机核心配件功能解析

硫酸风机的可靠性依赖于配件协同工作，主要配件包括：

风机主轴：作为转子核心，需承受高速旋转的离心力和气体轴向推力，材料多为40CrNiMo合金钢，调质处理后硬度达HB250-280。主轴动态平衡精度需低于G2.5级，避免振动超标。 风机轴承与轴瓦：硫酸风机常采用滑动轴承（轴瓦），其材料为巴氏合金，具有良好的嵌入性和抗咬合性。轴瓦润滑依靠强制油循环，油膜厚度需满足“流体动压润滑原理”，即油膜压力与转速和粘度成正比。 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，气体效率可达85%。维护中需定期检查叶轮腐蚀厚度，若超过原厚度10%即需更换。 气封与油封：气封：采用迷宫密封，通过多级节流降低气体泄漏，间隙控制在0.2-0.3毫米。油封：防止润滑油外泄，常用氟橡胶材质，耐酸性气体侵蚀。 轴承箱：承载轴承和润滑系统，内部设有冷却水夹套，维持油温低于60°C。 碳环密封：用于高压端密封，由多个碳环串联组成，依靠弹簧预紧力自适应磨损，泄漏量小于0.5立方米/分钟。

四、风机常见故障与修理要点

硫酸风机在酸性环境中易出现腐蚀、振动和密封失效，修理需分步进行：

解体检查：测量主轴径向跳动，允差≤0.05毫米。检查叶轮焊缝裂纹，使用着色渗透探伤。 核心部件修理： 主轴修复：若轴颈磨损，可采用镀铬修复，镀层厚度不超过0.2毫米。 轴瓦刮研：用红丹粉检查接触面积，需达到70%以上，油槽深度严格按图纸控制。 转子动平衡：在动平衡机上校正，剩余不平衡量按“偏心距乘以转子质量”计算，需低于0.5克·毫米/千克。 密封系统更换：碳环密封安装时，环间间隙均匀，弹簧压力按“压力等于弹性系数乘以压缩量”调整。气封间隙超差时，可用车削修复或更换新件。 ** reassembly 与测试**：逐级拧紧螺栓，力矩按材料强度计算。试运行时监测轴承温度（≤70°C）和振动值（≤4.5毫米/秒）。

典型案例：某厂AI450-1.16因SO₂冷凝酸腐蚀叶轮，导致振动飙升。修理方案为更换钛合金叶轮并重新平衡，后恢复额定性能。

五、工业气体输送特性与风机选型

硫酸风机需适应多种工业气体，其物性差异影响风机设计：

二氧化硫（SO₂）气体：密度为2.93千克/立方米（标准状态），风机需提高轴功率以克服密度增大的阻力。 氮氧化物（NOₓ）气体：具强氧化性，密封材料需选用聚四氟乙烯（PTFE）。 氯化氢（HCI）气体：遇水生成盐酸，风机内部需干燥处理，壳体衬橡胶防腐。 特殊气体（如HF、HBr）：氟化氢渗透性强，碳环密封需增加级数；溴化氢密度高，叶轮需加强结构设计。

选型时，需综合气体成分、密度、腐蚀性和压力需求。例如，输送SO₂时，若压力超过0.5兆帕，应优先选用D系列高速风机；对于含固体颗粒的混合气体，则需在进口加装过滤器。

六、结论

硫酸风机作为酸性气体输送的核心设备，其技术涵盖材料学、流体力学和机械工程。AI450-1.16型号以其悬臂设计和负压特性，在硫酸生产中发挥重要作用。未来，随着材料与密封技术的进步，风机将向高效化、长寿命方向发展。从业人员需深入理解配件功能与维修工艺，以保障系统稳定运行。

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