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硫酸风机基础知识及AI195-1.02/0.938型号深度解析

作者:王军(139-7298-9387)
关键词:硫酸风机、AI195-1.02/0.938、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、冶金及环保行业中,硫酸生产及工业酸性气体输送过程对风机设备的耐腐蚀性、密封性和运行稳定性要求极高。硫酸离心鼓风机作为核心设备,其设计需兼顾气体特性与工况压力参数。本文以风机技术从业者视角,系统介绍硫酸风机的基础知识,重点解析AI195-1.02/0.938型号的技术特性,并深入探讨风机关键配件、维修方法及工业有毒气体输送的适配性,为行业应用提供参考。

一、硫酸风机系列概述与气体适应性

硫酸风机专为输送含硫氧化物、氮氧化物等腐蚀性气体设计,需采用特种合金材料与密封技术。主流系列包括:

C(SO₂)系列多级硫酸加压风机:通过多级叶轮串联实现高压升,适用于大型硫酸厂二氧化硫气体的长距离输送,压力调节范围广。 D(SO₂)系列高速高压硫酸加压风机:采用齿轮增速技术,转速可达每分钟10000转以上,适用于二氧化硫压缩工艺中高压小流量工况。 AI(SO₂)系列单级悬臂硫酸加压风机:转子悬臂布置,结构紧凑,适用于中低压二氧化硫气体输送,维护便捷。 S(SO₂)系列单级高速双支撑风机:转子两端支撑,动态平衡性优,适合高速运行下的二氧化硫及氮氧化物输送。 AII(SO₂)系列单级双支撑硫酸加压风机:强化型支撑结构,承压能力更强,用于腐蚀性混合气体的加压流程。

这些风机可处理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。设计时需根据气体浓度、温度及腐蚀性选择材质(如316L不锈钢、哈氏合金),并采用气密性密封防止泄漏。

二、风机型号AI195-1.02/0.938技术解析

AI195-1.02/0.938为AI系列单级悬臂硫酸风机的典型型号,其命名规则如下:

“AI”:代表单级悬臂结构,叶轮直接安装在主轴悬臂端,减少轴向尺寸,适用于中等流量工况。 “195”:表示风机设计流量为每分钟195立方米,对应标准进气状态下的气体体积。 “-1.02”:指出风口相对压力为-1.02个大气压(即负压0.02 MPa),表明风机在出口段形成轻微真空,常用于系统抽吸环节。 “/0.955”:表示进风口相对压力为0.955个大气压(约-0.045 MPa真空度)。若型号中无“/”符号,则默认进风口压力为1个大气压。

该风机适用于二氧化硫气体的低压输送,其压力参数通过离心力公式计算:风机压力升等于出口压力减进口压力,即压力升等于负一点零二减零点九五五,结果为负零点零六五大气压,表明风机需克服系统阻力实现气体流动。叶轮采用后向叶片设计,效率可达百分之八十五以上,主轴转速通常为每分钟2950转,由异步电机驱动。

三、风机核心配件功能与材质要求

硫酸风机的可靠性依赖于关键配件的耐腐蚀与耐磨设计:

风机主轴:采用40CrNiMoA合金钢,表面喷涂碳化钨涂层,防止酸性气体腐蚀。主轴动态平衡等级需达G2.5级,以减少振动。 轴瓦与轴承系统:滑动轴承选用锡青铜轴瓦,内衬巴氏合金,润滑由强制油循环系统保障。轴瓦间隙计算公式为轴瓦间隙等于轴径乘零点零零一至零点零零一五,确保油膜稳定。 转子总成:包括叶轮、主轴及平衡盘。叶轮为整体铸造的2205双相不锈钢,叶片型线按欧拉方程优化,保证气体动能向压力能的高效转换。 气封与碳环密封:级间密封采用碳环组合结构,利用石墨的自润滑特性适应热膨胀。密封压差公式为密封压差等于进口压力减出口压力的绝对值,需控制低于零点一兆帕以防泄漏。 油封与轴承箱:氟橡胶油封用于轴承箱的轴向密封,防止润滑油污染气体。轴承箱为铸铁箱体,内部设置冷却水夹套,维持油温低于六十五摄氏度。

四、风机常见故障与修理流程

硫酸风机在酸性环境中易出现腐蚀与磨损,典型问题及处理方式包括:

叶轮腐蚀修复:当叶片厚度减薄超过原厚度百分之二十时,需采用堆焊修复。先用角磨机清理腐蚀区,再用ER309L焊丝补焊,最后进行动平衡校验,残余不平衡量需小于八十毫克。 轴瓦磨损处理:若轴瓦间隙超过设计值一点五倍,需刮瓦调整或更换。装配时用压铅法检测间隙,保证铅丝厚度在零点一五至零点二五毫米范围内。 碳环密封失效:密封泄漏量增大时,检查碳环端面平行度(误差≤0.02毫米)及弹簧弹力,更换时需成组替换以确保密封面贴合。 主轴弯曲校正:跳动量超零点零五毫米时,使用液压校直机冷矫,分段施压至偏差≤0.01毫米。修理后需进行磁粉探伤,排除表面裂纹。 系统性试车:修理完成后,按额定转速的百分之七十五、百分之九十及百分之一百三阶段空载运行,监测轴承温度(≤70℃)和振动值(≤4.5 mm/s)。

五、工业气体输送风机的选型与安全规范

针对不同工业酸性气体,风机需定制化设计:

二氧化硫(SO₂)输送:风机过流部件需采用Monel400合金,密封系统注入氮气隔离,防止硫化物结晶。 氮氧化物(NOₓ)气体:叶轮需喷涂氧化铝陶瓷层,抵抗硝酸冷凝液腐蚀,进口设置除雾器降低湿度。 卤化氢气体(HCl、HF、HBr):壳体用高镍合金C276,碳环密封改为聚四氟乙烯材质,并配备泄漏检测仪。

选型时需综合气体密度、爆炸极限及腐蚀性,风机压力需满足管网阻力曲线与气体状态方程。例如,理想气体状态方程可简化为风机压力比等于出口绝对压力比进口绝对压力,结合实际气体压缩因子修正。安全规范强调:风机房强制通风,管线设置应急 purge 系统,并定期检测密封气压力。

结语

硫酸离心鼓风机是酸性工业气体处理的核心装备,其型号参数如AI195-1.02/0.938直接反映了流量与压力特性。通过合理选择配件材质、规范维修流程及适配气体属性,可显著提升风机寿命与运行安全性。未来,随着高温合金与智能监测技术的发展,硫酸风机将在高效节能与环保合规方面实现进一步突破。

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