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硫酸风机基础知识及AI650-1.035/0.831型号详解

作者:王军(139-7298-9387)
关键词:硫酸风机、AI650-1.035/0.831、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系统的核心设备,专用于处理腐蚀性、有毒气体,如二氧化硫(SO₂)、氮氧化物(NOₓ)、氯化氢(HCI)等。这类风机需具备耐腐蚀、高压稳定性和密封防泄漏特性,广泛应用于化工、冶金、环保等行业。根据结构差异,硫酸风机主要分为以下系列:

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,适用于大流量、高压力工况,效率高但结构复杂。 D(SO₂)系列高速高压硫酸加压风机:采用高转速设计,体积小、功率密度大,适合空间受限的酸性气体处理系统。 AI(SO₂)系列单级悬臂硫酸加压风机:叶轮悬臂安装,结构紧凑,维护便捷,适用于中低压场景。 S(SO₂)系列单级高速双支撑硫酸加压风机:转子两端支撑,运行稳定性强,适合高转速工况。 AII(SO₂)系列单级双支撑硫酸加压风机:双支撑结构分散载荷,抗振动性能优异,用于长期连续运行。

硫酸风机的设计需兼顾气体特性,例如SO₂气体会形成亚硫酸腐蚀,需采用特种合金材质;HCI气体吸湿性强,要求密封系统绝对可靠。风机内部通道常做防腐涂层处理,结合气体动力学原理,通过伯努利方程优化流量与压力关系:流体总压等于静压加动压,确保气体在风机内高效流动。

二、AI650-1.035/0.831硫酸风机型号解析

以AI650-1.035/0.831为例,其型号参数含义如下:

“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,减少摩擦点,适用于腐蚀性介质。 “650”:表示额定流量为650立方米/分钟,对应风机在标准条件下的排气能力。 “-1.035”:指出风口绝对压力为-1.035大气压(即负压工况,相对压力约为-0.035 bar),适用于吸气或低压输送场景。 “/0.955”:表示进风口绝对压力为0.955大气压(相对压力约为-0.045 bar)。若型号中无“/”符号,则默认进风口压力为1标准大气压。

该风机的工作区间由气体密度和转速共同决定,其功率计算遵循风机轴功率等于流量乘以压升除以效率的公式,需根据介质特性调整效率系数。AI系列风机采用悬臂设计,优点是轴向尺寸小、重量轻,但需严格控制转子动平衡,避免悬臂结构引发的振动问题。

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精准匹配:

风机主轴:通常采用40Cr或不锈钢材质,表面进行渗氮处理以增强耐腐蚀性和疲劳强度。主轴设计需满足临界转速远高于工作转速,防止共振。 轴瓦轴承:为滑动轴承形式,材质多为锡青铜或巴氏合金,内部开设油槽实现液体润滑。轴瓦间隙需根据热膨胀系数计算,确保高温下不卡死。 转子总成:包括叶轮、主轴及平衡盘。叶轮需采用耐酸不锈钢(如316L)或钛合金,叶片型线依据气动理论设计,减少涡流损失。动平衡等级需达到G2.5级以下。 气封与油封:气封多采用迷宫密封,利用多次节流原理降低泄漏;油封为氟橡胶或聚四氟乙烯材质,防止润滑油污染介质。 轴承箱:作为支撑单元,内部需集成冷却水夹套,控制轴承温度在70℃以内。 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,尤其适合高速工况,摩擦系数低于0.15,寿命可达8000小时。

配件选型需综合气体腐蚀性、温度及压力参数。例如输送HF气体时,转子需喷涂哈氏合金涂层;处理NOₓ气体时,密封系统需增加氮气吹扫功能。

四、硫酸风机常见故障与修理方案

风机故障多集中于腐蚀、振动及密封失效,需分阶段处理:

腐蚀防护:定期检测叶轮壁厚,当腐蚀量超过原厚度10%时需堆焊修复或更换。过流部件可喷涂环氧树脂涂层,抵抗电化学腐蚀。 振动超标:原因包括转子不平衡、轴承磨损或基础松动。修理时需现场动平衡校正,残余不平衡量按公式允许不平衡量等于转子质量乘以许用偏心距计算。轴瓦磨损后需刮研修复,保证接触面积≥80%。 密封泄漏:碳环密封失效时,需检查弹簧弹力和环体磨损量,更换间隙不超过设计值20%。迷宫密封间隙需控制在0.2-0.3mm,过大时需镶套重组。 轴承温升:因润滑不良或冷却不足导致,需清洗油路并切换高粘度润滑油。若轴承箱变形,需采用激光对中仪校正,同轴度误差≤0.05mm。

大修后需进行性能测试,包括压力-流量曲线测定和泄漏检测,确保效率恢复至额定值95%以上。

五、工业气体输送风机的特殊设计

输送酸性或有毒气体时,风机需进行专项优化:

气体兼容性:针对SO₂气体,壳体需内衬橡胶或PO材质;对于HBr气体,过流部件需采用蒙乃尔合金。风机入口加装气体检测仪,实时监测浓度。 防泄漏设计:采用双端面机械密封配合惰性气体隔离,泄漏率低于10⁻⁶ Pa·m³/s。管道连接处使用金属缠绕垫片,螺栓预紧力按预紧力等于密封比压乘以有效面积计算。 安全控制:设置喘振保护系统,当工况点接近喘振边界时,自动开启放空阀。电机与风机间加装扭矩限制器,防止过载损坏。

例如,AI1000-1.191/0.955风机通过提高转速至6000rpm,实现SO₂气体的大流量输送,同时采用闭式循环油润滑系统,确保轴承在酸性环境中长期稳定运行。

六、总结

硫酸风机作为工业气体处理的关键设备,其型号参数直接关联性能指标,配件选型与维修策略需紧密结合介质特性。AI650-1.035/0.831等型号通过结构创新与材料升级,在腐蚀性气体输送领域展现出高可靠性。未来,随着智能监测技术的应用,硫酸风机将进一步向高效化、长寿命方向发展。

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