硫酸风机基础知识及AI600-1.35型号详解

作者：王军（139-7298-9387）

关键词：硫酸风机、AI600-1.35、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

硫酸风机是工业气体输送领域的核心设备，广泛应用于化工、冶金和环保等行业，专门处理酸性、有毒气体如二氧化硫(SO₂)、氮氧化物(NOₓ)、氯化氢(HCl)等。这些风机在硫酸生产系统中扮演关键角色，负责气体的加压、输送和循环，其性能直接影响生产效率和环境安全。本文以风机技术专家王军的视角，系统介绍硫酸风机的基础知识，重点对型号AI600-1.35进行说明，并详细阐述风机配件、修理方法及工业气体输送特性。文章基于实际工程经验，参考了C(SO₂)型多级硫酸加压风机、D(SO₂)型高速高压硫酸加压风机、AI(SO₂)型单级悬臂硫酸加压风机、S(SO₂)型单级高速双支撑硫酸加压风机和AII(SO₂)型单级双支撑硫酸加压风机等系列，旨在为从业人员提供实用指导。

硫酸风机概述

硫酸风机是一种特种离心鼓风机，设计用于输送腐蚀性、有毒工业气体。其工作原理基于离心力作用：气体从进风口进入风机，通过高速旋转的叶轮获得动能，再在蜗壳中转化为压力能，最终从出风口排出。在硫酸生产中，风机需在高温、高压和强腐蚀环境下稳定运行，因此材料选择和结构设计至关重要。例如，风机内部常采用耐腐蚀合金如不锈钢或特种涂层，以抵抗酸性气体的侵蚀。

硫酸风机可根据结构分为多级和单级类型：多级风机如C(SO₂)型适用于高压场合，通过多个叶轮串联提高压力；单级风机如AI(SO₂)型则适用于中低压场景，结构简单、维护方便。此外，根据支撑方式，可分为悬臂式（如AI系列）和双支撑式（如AII系列），前者适用于小流量工况，后者适用于大流量高负荷工况。输送气体范围包括二氧化硫、氮氧化物、氯化氢、氟化氢、溴化氢等，这些气体在化工流程中常见，但具有高毒性和腐蚀性，因此风机设计需符合严格的安全标准，如防泄漏和防爆要求。

在性能参数上，硫酸风机通常关注流量、压力、功率和效率。流量以每分钟立方米为单位，表示气体输送能力；压力包括进风口和出风口压力，以大气压为单位，反映风机的加压能力。效率则通过风机性能曲线评估，涉及气体密度、转速和叶轮直径等因素。例如，风机理论扬程可通过欧拉方程描述，即扬程等于叶轮出口切向速度与进口切向速度的差乘以圆周速度再除以重力加速度，实际应用中需考虑损失系数。

风机型号AI600-1.35详细说明

型号AI600-1.35是AI(SO₂)系列单级悬臂硫酸加压风机的典型代表，专为中流量硫酸气体输送设计。其型号解析如下："AI"表示单级悬臂结构，强调转子一端固定、另一端悬空，适用于中等负荷工况；"600"表示风机流量为每分钟600立方米，指标准状态下气体的体积输送能力；"-1.35"表示出风口压力为-1.35个大气压（即负压，代表抽吸工况），而进风口压力默认为1个大气压（由于无"/"符号）。这种型号常用于硫酸厂的吸收塔或干燥塔系统，负责在负压下抽吸二氧化硫气体，确保流程连续。

AI600-1.35风机的技术特点包括：结构紧凑，采用单级叶轮设计，转速通常在每分钟3000转左右，功率范围在50-100千瓦之间，效率可达80%以上。其设计基于离心风机基本公式，即压力比等于出口压力与进口压力之比，而流量与叶轮直径和转速成正比。在实际运行中，风机需处理气体密度变化，例如二氧化硫气体密度较高，可能导致功率增加，因此电机选型需预留余量。材料方面，叶轮和壳体常采用316L不锈钢或哈氏合金，以抵抗硫酸气体的腐蚀；密封系统则使用碳环密封，防止气体泄漏。

与类似型号如AI1000-1.191/0.955相比，AI600-1.35的流量较小，出风口负压更高，适用于更苛刻的抽吸环境。AI1000-1.191/0.955中，"AI"表示悬臂单级系列，"1000"表示流量每分钟1000立方米，"-1.191"表示出风口压力-1.191大气压，"/0.955"表示进风口压力0.955大气压，这体现了进风口非标准压力下的设计调整。AI600-1.35的优势在于结构简单、成本低，但维护频率较高，适用于中小型硫酸厂。

风机配件详解

硫酸风机的配件是确保其长期稳定运行的基础，AI600-1.35的配件包括风机主轴、轴瓦、转子总成、气封、油封、轴承箱和碳环密封等。每个配件在风机中扮演特定角色，需选用耐腐蚀、高强度的材料。

风机主轴是核心传动部件，通常由高强度合金钢制成，表面进行防腐处理。主轴负责传递电机扭矩，驱动叶轮旋转，其设计需满足弯曲强度和临界转速要求，避免共振。在AI600-1.35中，主轴直径约80-100毫米，长度根据悬臂结构优化，以减少振动。

风机轴承用轴瓦是支撑主轴的关键部件，采用滑动轴承形式，材料为巴氏合金或铜基合金，具有良好的耐磨性和抗冲击性。轴瓦在高速旋转中形成油膜，减少摩擦，其寿命取决于润滑条件和负载。在硫酸风机中，轴瓦需定期检查磨损，防止因腐蚀气体侵入导致失效。

风机转子总成包括叶轮、主轴和平衡盘等，是气体加压的核心。叶轮采用后向叶片设计，效率高，材料为特种不锈钢，以抵抗酸性腐蚀。转子总成在装配前需进行动平衡测试，确保不平衡量小于标准值，避免振动超标。气封和油封用于防止气体和润滑油泄漏，气封通常位于叶轮两侧，采用迷宫式结构，而油封用于轴承部位，材料为氟橡胶，耐化学腐蚀。

轴承箱是容纳轴承和润滑系统的部件，结构坚固，内部设有油路，确保润滑充分。碳环密封是一种先进密封方式，用于高速风机，通过碳石墨环与轴接触形成动态密封，有效阻止有毒气体外泄。在AI600-1.35中，碳环密封的选用提高了安全性，减少了环境风险。

这些配件的选型和维护直接影响风机性能。例如，主轴失效可能导致风机停机，而轴瓦磨损会增加功耗，因此需定期用无损检测方法检查。在腐蚀环境中，配件寿命通常较短，建议每运行8000小时进行更换。

风机修理与维护

硫酸风机的修理是保障设备可靠性的关键，尤其对于AI600-1.35这类在恶劣环境中运行的设备。修理过程包括故障诊断、拆卸、部件修复和重装配，需遵循严格规程。

常见故障包括振动超标、压力不足和气体泄漏。振动可能由转子不平衡、轴承磨损或对中不良引起，诊断时需使用振动分析仪，测量频率和振幅。修理时，首先停机隔离气体源，然后拆卸风机外壳，检查转子总成。如果叶轮腐蚀或积垢，需进行清洗或更换；动平衡重新校正，方法是在平衡机上测试并添加配重。轴瓦磨损时，需测量间隙，若超过允许值（通常为0.1-0.2毫米），则更换新轴瓦，并确保油路畅通。

压力不足可能源于密封失效或叶轮磨损。气封和碳环密封需检查磨损情况，更换时选用原厂配件，安装后测试泄漏率。对于气体泄漏，重点检查法兰连接和密封面，使用氮气进行压力测试，确保无泄漏。轴承箱的修理包括清洗油路、更换润滑油，并检查轴承温度，正常运行时温度应低于70摄氏度。

预防性维护建议：每日检查风机振动和噪音；每月清洗进风口过滤器，防止堵塞；每季度检验密封系统；每年进行全面大修，包括转子动平衡和轴瓦更换。修理后，风机需进行性能测试，测量流量和压力曲线，确保符合设计值。例如，AI600-1.35的出口压力应稳定在-1.35大气压，流量偏差不超过5%。安全注意事项包括佩戴防护装备、处理残留气体，并遵守环保法规。

修理案例：某硫酸厂AI600-1.35风机因长期运行，轴瓦腐蚀导致振动加剧，修理时更换轴瓦并重新平衡转子，后恢复正常运行，效率提升15%。这突出了定期维护的重要性。

工业气体输送应用

硫酸风机在工业气体输送中广泛应用，不仅限于二氧化硫，还包括氮氧化物(NOₓ)、氯化氢(HCl)、氟化氢(HF)、溴化氢(HBr)及其他特殊有毒气体。这些气体在化工、制药和金属处理行业中常见，但具有高腐蚀性和毒性，因此风机设计需特殊化。

对于二氧化硫气体，风机如AI系列需在负压下运行，防止泄漏，材料选用耐酸钢；输送氮氧化物时，风机需应对高温和氧化环境，往往采用双支撑结构（如AII系列）以提高稳定性；氯化氢和氟化氢气体腐蚀性极强，要求风机内部涂层或使用钛合金；溴化氢则需注意密封，避免溴蒸气外泄。在性能上，气体密度和粘度影响风机选型，例如二氧化硫密度较高，所需功率更大，理论功率计算公式为：功率等于流量乘以压力差再除以效率。

参考风机系列中，C(SO₂)型多级风机适用于高压输送，如硫酸厂的转化工段；D(SO₂)型高速高压风机用于大流量场景；S(SO₂)型单级高速双支撑风机平衡了效率和稳定性；AII(SO₂)型则适用于高负荷连续运行。这些风机在系统中集成安全阀和监测仪表，确保气体输送的可靠性和环保合规。

实际应用中，风机需与洗涤塔和换热器配合，形成封闭循环。例如，在硫酸生产中，AI600-1.35常用于抽吸二氧化硫从燃烧炉到吸收塔，气体浓度需控制在安全范围内。未来趋势包括智能化监控和材料创新，以延长风机寿命。

结论

硫酸风机作为工业气体输送的核心设备，其知识涵盖型号解析、配件细节和修理维护。本文以AI600-1.35为例，详细说明了其结构、性能及应用，并强调了配件如主轴、轴瓦和碳环密封的重要性。修理维护需系统化，以预防为主，确保风机在腐蚀环境下的可靠性。工业气体输送要求风机适应多种有毒气体，参考系列风机提供了多样化解决方案。作为从业人员，王军建议加强定期培训和技术更新，以提升风机运行效率和安全水平。未来，随着材料科学和自动化发展，硫酸风机将向更高效率、更智能监控方向演进。