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硫酸风机基础知识及AI550-1.2型号详解

作者:王军(139-7298-9387)
关键词:硫酸风机、AI550-1.2、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,专门用于处理酸性、有毒或腐蚀性气体,如二氧化硫(SO₂)、氮氧化物(NOₓ)、氯化氢(HCI)等。这类风机在化工、冶金和环保行业中具有重要作用,其设计需兼顾耐腐蚀性、密封性和运行稳定性。本文以硫酸风机型号AI550-1.2为重点,结合其他系列型号(如C(SO₂)型、D(SO₂)型等),系统介绍风机的基础知识、配件功能、修理方法及工业气体输送特性,旨在为从业人员提供技术参考。

一、硫酸风机系列概述

硫酸风机根据结构和压力需求分为多种系列,每种系列适用于不同的工况条件:

C(SO₂)型多级硫酸加压风机:采用多级叶轮串联设计,适用于中低压到大流量场景,例如硫酸生产中的气体加压。其核心优势在于通过多级增压实现出口压力的线性提升,压力计算方式为“总压力=单级压力×级数”。 D(SO₂)型高速高压硫酸加压风机:通过高转速转子(通常超过10000转/分钟)实现高压输送,适用于二氧化硫回收等高压工艺。该型号需配合高强度主轴和专用轴瓦,以应对高速带来的离心力与热应力。 AI(SO₂)型单级悬臂硫酸加压风机:结构紧凑,叶轮悬臂安装,适用于中小流量和中等压力场景。其优点是维护便捷,但需严格控制转子动平衡。 S(SO₂)型单级高速双支撑硫酸加压风机:叶轮由两侧轴承支撑,适合高转速工况,能有效减少轴挠度,延长寿命。 AII(SO₂)型单级双支撑硫酸加压风机:与S型类似,但侧重于常规转速下的稳定性,常用于腐蚀性气体的长期连续运行。

这些风机均采用耐腐蚀材料(如高镍合金或特种涂层),并配备高级密封系统,以防止有毒气体泄漏。

二、风机型号AI550-1.2的详细说明

AI550-1.2是AI(SO₂)系列中的典型型号,其命名规则解析如下:

“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,结构简单且成本较低。 “550”:表示风机流量为每分钟550立方米,适用于中小规模气体处理。 “-1.2”:表示出口压力为-1.2个大气压(即负压状态),进口压力默认为1个大气压(无“/”符号)。这种负压设计常用于抽吸工况,例如从反应器中抽取二氧化硫气体。

该风机的性能参数包括:

流量-压力关系:流量与转速成正比,压力与转速平方成正比,具体关系可通过风机定律描述为“流量比等于转速比,压力比等于转速比的平方”。 功率计算:风机轴功率可通过公式“功率=流量×压力/效率”估算,其中效率取决于叶轮设计和气体密度。 适用气体:专用于二氧化硫、氮氧化物等酸性气体,壳体内部涂覆防腐材料,叶轮采用钛合金以抵抗腐蚀。

与类似型号AI1000-1.191/0.955相比,AI550-1.2的流量较低,且进口压力为默认值,而AI1000-1.191/0.955的进口压力为0.955大气压,出口压力为-1.191大气压,适用于更复杂的压力调节场景。

三、风机核心配件功能解析

硫酸风机的可靠性依赖于关键配件的精密设计:

风机主轴:作为动力传输核心,主轴需具备高强度和抗疲劳性,通常由40CrMo合金钢制成,表面进行渗氮处理以增强硬度。主轴与叶轮的连接采用过盈配合,确保高速旋转下的稳定性。 风机轴承与轴瓦:硫酸风机多采用滑动轴承(轴瓦),其优势在于耐冲击和吸振性能。轴瓦材料为巴氏合金,内部开设油槽,通过强制润滑形成油膜,降低摩擦系数。若油膜破裂,会导致轴瓦烧毁,故需定期检测润滑油清洁度。 风机转子总成:包括叶轮、主轴和平衡盘,动平衡等级需达到G2.5标准(依据ISO1940)。不平衡会引发振动超标,缩短轴承寿命。 气封与油封气封:通常为迷宫密封,通过多级间隙阻隔气体泄漏,适用于高压差环境。 油封:采用氟橡胶材质,防止润滑油外泄,并隔绝外部污染物。 轴承箱:作为轴承的支撑结构,其内部需保持恒温油循环,散热计算需满足“热生成量小于散热能力”的原则。 碳环密封:一种非接触式密封,由多个碳环串联组成,依靠弹簧预紧力贴合轴颈,适用于有毒气体工况。其泄漏量公式为“泄漏率与压差平方根成正比,与密封间隙立方成正比”。

这些配件的协同工作确保了风机在腐蚀环境下的长期稳定运行,但需定期维护以避免故障。

四、风机常见故障与修理方法

硫酸风机的修理需针对酸性气体特性制定方案:

主轴磨损修理:若主轴颈出现划痕或腐蚀,可采用激光熔覆技术修复,恢复尺寸后重新磨削至公差范围内(通常径向跳动不超过0.02mm)。 轴瓦失效处理:轴瓦磨损后需刮研或更换,安装时需用涂色法检查接触面积,要求不低于80%。润滑系统需清洗并更换酸性中和型润滑油。 转子动平衡校正:在现场使用动平衡仪,通过试重法计算不平衡量,公式为“不平衡量=试重×振动幅值/试重后振动变化量”。校正后振动速度应低于4.5mm/s(依据GB/T 6075标准)。 密封系统维修:碳环密封失效时,需检查弹簧弹力和环间隙,更换后需进行气密性测试,泄漏率不超过0.1%。 叶轮腐蚀修复:局部腐蚀可堆焊耐磨涂层,严重时整体更换。叶轮与主轴的拆卸需采用加热法,避免暴力拆解。
修理后需进行空载和负载测试,监测振动、温度和压力参数,确保符合设计指标。

五、工业气体输送特性与风机选型

硫酸风机输送的气体具有强腐蚀性和毒性,选型时需综合考虑物化性质:

二氧化硫(SO₂)气体:密度高于空气,易形成酸雾,风机需配备加热装置防止冷凝腐蚀。 氮氧化物(NOₓ)气体:具氧化性,叶轮材料需选用316L不锈钢以上等级。 氯化氢(HCI)气体:吸湿性强,壳体密封需采用PTFE材质。 氟化氢(HF)气体:渗透性极强,碳环密封需增加辅助 purge 系统。 溴化氢(HBr)气体:类似氯化氢,但腐蚀性更强,需定期检测气封完整性。

选型原则包括:

流量与压力匹配:根据管道阻力曲线和气体密度计算所需压力,避免风机在喘振区运行。 材料兼容性:与气体接触部件需选用耐蚀材料,例如哈氏合金用于高氯环境。 密封等级:有毒气体需采用双重密封,泄漏率需低于环保标准限值。
以AI550-1.2为例,其悬臂设计适合二氧化硫的间歇输送,而连续运行场景更推荐AII系列双支撑结构。

结语

硫酸风机作为工业气体处理的关键设备,其技术复杂性要求从业人员深入理解型号参数、配件功能和维修要点。AI550-1.2型号以其紧凑结构和负压特性,在中小流量场景中表现优异,但需注重轴瓦和密封的定期维护。未来,随着材料科学与密封技术的进步,硫酸风机将向高效化、智能化方向发展,为工业安全生产提供更强保障。

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