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硫酸风机AI600-1.42技术解析与工业气体输送应用

作者:王军(139-7298-9387)
关键词:硫酸风机、AI600-1.42、二氧化硫、离心鼓风机、轴瓦、碳环密封、酸性气体输送

一、硫酸离心鼓风机基础理论与分类

硫酸生产过程中,离心鼓风机是输送含硫腐蚀性气体的核心设备,其设计需兼顾气体特性(如二氧化硫的强腐蚀性、氮氧化物的毒性)与工艺参数(压力、流量)。根据结构差异,硫酸风机可分为五大系列:

C(SO₂)系列多级加压风机:通过多级叶轮串联实现高压输送,适用于长流程硫酸装置,效率提升约15%-20%,但结构复杂,维修频次较高。 D(SO₂)系列高速高压风机:采用齿轮箱增速设计,转速可达12000转/分钟以上,出口压力突破2.0MPa,适用于大型制酸系统。 AI(SO₂)系列单级悬臂风机:叶轮直接安装于主轴悬臂端,结构紧凑,适用于中低压工况,典型代表为AI600-1.42型号。 S(SO₂)系列单级高速双支撑风机:主轴两端支撑,稳定性高,可应对流量波动较大的场景。 AII(SO₂)系列单级双支撑风机:与S系列类似,但叶轮位于两轴承之间,抗振动性能更强,适用于高载荷连续运行。

所有系列风机均需满足耐腐蚀要求,过流部件采用超低碳不锈钢(如316L)或哈氏合金,密封系统需阻断酸性气体外泄。

二、AI600-1.42硫酸风机技术参数与结构解析

型号释义

“AI”代表单级悬臂结构,叶轮悬伸于主轴端部,减少轴向尺寸; “600”指额定流量为600立方米/分钟; “-1.42”表示出口压力为-1.42个大气压(即真空工况); 未标注进风口压力,默认进口压力为1个标准大气压。

核心部件设计

主轴与转子总成: 主轴采用40CrNiMoA合金钢,调质处理后硬度达HB280-320,叶轮与主轴过盈配合,动平衡等级需达G2.5级。转子总成质量偏差需小于5克,避免高速运行时离心力不均引发振动。 轴承与轴瓦系统: 选用锡青铜轴瓦(ZCuSn10P1),内表面刮研至接触斑点≥12点/平方厘米,润滑油粘度需维持在ISO VG46标准。轴瓦间隙按公式“顶间隙=轴径×0.001+0.04mm”调整,侧间隙为顶间隙的50%。 密封结构气封:采用迷宫密封,齿顶与轴间隙0.2-0.3mm,降低气体泄漏; 碳环密封:由3-5组碳环串联组成,耐温达200℃,适应酸性环境; 油封:骨架油封(氟橡胶材质)防止润滑油外溢。 轴承箱: 铸钢箱体内部设置冷却水夹套,控制油温≤65℃。油路采用双泵冗余设计,主泵故障时辅助泵自动启动。

三、风机配件选型与维护策略

关键配件技术要求

叶轮:激光焊接316L不锈钢叶片,厚度≥8mm,防腐涂层为聚四氟乙烯(PTFE),寿命可达30000小时; 碳环密封组:每5000小时检查磨损量,单边磨损超1.5mm需更换; 轴瓦:巴氏合金层厚度≥2mm,烧损面积超过15%时必须报废。

典型故障处理

振动超标: 原因:转子积垢破坏动平衡; 处理:采用5%柠檬酸溶液在线清洗,重新进行现场动平衡校正。 轴承温度过高: 原因:轴瓦间隙过小或润滑油氧化; 处理:按间隙公式调整瓦隙,更换高氧化安定性润滑油(L-TSA46)。 气体泄漏: 原因:碳环密封磨损; 处理:调整密封气压力至高于介质压力0.05MPa,必要时成组更换碳环。

四、工业酸性气体输送风机适配性分析

硫酸风机需适配多种腐蚀性气体,材料选择依据气体特性差异化设计:

二氧化硫(SO₂)输送: 湿SO₂环境选用904L不锈钢,干SO₂可用316L,密封需加强气密性设计。 氯化氢(HCl)与氟化氢(HF)输送: 过流部件采用哈氏合金C-276,密封系统注入氮气隔离,防止酸雾结晶。 氮氧化物(NOₓ)输送: 壳体需做阳极氧化处理,轴承箱增设呼吸阀,避免氮氧化物冷凝形成硝酸腐蚀。 溴化氢(HBr)输送: 叶轮需镀钛处理,碳环密封预涂溴化钠抑制剂,延缓腐蚀速率。

五、风机修理与再制造技术要点

大修流程

解体检测: 测量主轴直线度(≤0.02mm)、叶轮壁厚减薄量(≤原厚度10%); 着色探伤检查主轴裂纹。 部件修复: 叶轮磨损可采用等离子堆焊修复,焊材与基体硬度差需≤HRC10; 轴承箱壳体腐蚀坑深度超2mm时,采用冷焊工艺填补。 重组调试: 转子总成需进行低速(300转/分钟)和高速(额定转速)动平衡测试; 试车时按“压力-流量性能曲线”验证,偏差超过5%需调整叶片安装角。

再制造经济性
修复成本约为新设备的40%-60%,寿命延长至原设计的80%以上,尤其适用于AI系列悬臂风机等中端机型。

结语

硫酸离心鼓风机的可靠运行依赖于精准选型、材料耐腐蚀设计及预防性维护。AI600-1.42作为悬臂结构的典型代表,其紧凑设计与易维护特性在中小硫酸装置中优势显著。未来,随着特种合金与智能监测技术的融合,硫酸风机将向高可靠性、低生命周期成本方向持续演进。

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