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硫酸风机AI450-1.195/0.991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、AI450-1.195/0.991、二氧化硫输送、风机配件、风机修理、工业酸性气体、离心鼓风机

一、硫酸风机概述与工业应用背景

硫酸风机是硫酸生产及化工工业中输送腐蚀性、有毒气体的核心设备,其设计需兼顾耐腐蚀性、密封性与运行稳定性。在制酸工艺中,二氧化硫(SO₂)气体的输送对风机材质、结构及密封系统提出极高要求。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,适用于大型硫酸厂的主流程气体增压。 D(SO₂)系列高速高压硫酸加压风机:采用齿轮箱增速设计,转速可达万转以上,适用于高压小流量工况。 AI(SO₂)系列单级悬臂硫酸加压风机:转子悬臂布置,结构紧凑,适合中低压场景。 S(SO₂)系列单级高速双支撑风机:转子两端支撑,适用于高转速、高负荷工况。 AII(SO₂)系列单级双支撑硫酸加压风机:双支撑结构增强转子稳定性,用于腐蚀性更强的介质输送。

这些风机可处理混合工业酸性气体,包括氮氧化物(NOₓ)、氯化氢(HCI)、氟化氢(HF)、溴化氢(HBr)等,其材质通常选用耐酸不锈钢、高镍合金或复合材料,并采用特种密封技术防止泄漏。

二、风机型号AI450-1.195/0.991的技术解析

以AI450-1.195/0.991为例,其型号含义如下:

“AI”:代表单级悬臂式硫酸风机系列,叶轮直接安装在主轴悬臂端,结构轻便,维护便捷。 “450”:表示风机额定流量为450立方米/分钟,该流量基于进口标准状态(温度20℃、压力101.325kPa)设计。 “-1.191”:指出风口相对压力为-1.191个大气压(即真空度约119.1kPa),表明风机处于负压抽吸工况。 “/0.955”:表示进风口相对压力为0.955个大气压(绝对压力约96.8kPa)。若型号中无“/”符号,则默认进风口压力为1个大气压。

性能特点
该风机适用于硫酸装置中二氧化硫气体的抽吸与增压,其气动设计基于离心力原理,气体动能与压力能转换公式可简化为:
压力提升值 = 气体密度 × 叶轮线速度的平方 × 流量系数
在实际运行中,需根据气体密度(与温度、压力相关)调整转速,以确保额定工况。

三、风机核心配件功能与选型要求

风机主轴
采用40CrNiMoA等高强度合金钢,表面喷涂耐腐蚀涂层,主轴临界转速需高于工作转速1.3倍以上,避免共振。 风机轴承与轴瓦
滑动轴承选用锡青铜基巴氏合金轴瓦,润滑系统需保证油膜厚度大于最小油膜厚度计算公式:
最小油膜厚度 = 轴承间隙 × 转速系数 / 载荷系数
以防止干摩擦与高温烧瓦。 风机转子总成
包括叶轮、主轴及平衡盘,叶轮材质为CD4MCu双相不锈钢,动平衡等级需达G2.5级,残余不平衡量小于1g·mm/kg。 气封与碳环密封: 气封:采用迷宫密封结构,间隙控制为0.2-0.3mm,减少内泄漏。 碳环密封:由浸渍树脂碳材料制成,耐酸且自润滑,用于轴端密封,泄漏率需低于0.1Nm³/h。 油封与轴承箱
油封为氟橡胶骨架油封,轴承箱设计有循环水冷却腔,确保油温≤65℃。

四、风机常见故障与修理方案

叶轮腐蚀与动平衡失效现象:振动超标,出口压力波动。 修理:采用等离子堆焊修复腐蚀区域,重新进行动平衡校正,剩余不平衡量需满足标准ISO 1940-1的G2.5级要求。 轴瓦磨损与温升异常原因:润滑油杂质或粘度不足。 处理:更换轴瓦,清洗油路,校验润滑油粘度-温度曲线,确保油膜强度。 碳环密封泄漏措施:检查弹簧预紧力与环片磨损量,更换时需保证密封面平面度≤0.02mm。 主轴弯曲变形校正:采用热点校直法或液压校直,弯曲度需小于0.03mm/m。

五、工业酸性气体输送的技术要点

硫酸风机在输送不同腐蚀性气体时,需针对性优化设计:

二氧化硫(SO₂)气体:风机流道需喷涂聚四氟乙烯(PTFE)涂层,防止稀硫酸冷凝腐蚀。 氮氧化物(NOₓ)气体:采用奥氏体不锈钢316L,控制气体温度高于露点,避免硝酸冷凝。 卤化氢气体(HCI/HF/HBr): 氯化氢:叶轮选用哈氏合金C-276,密封系统需干气密封。 氟化氢:材质为蒙乃尔合金,碳环密封需增加吹扫氮气保护。
气动设计修正:对于密度偏离空气的气体,风机压力与功率需按气体密度比修正:
实际功率 = 标准功率 × (实际气体密度 / 空气密度)

六、案例扩展:AI1000-1.191/0.955与大型风机选型

型号AI1000-1.191/0.955中,流量1000m³/min适用于大型硫酸装置,其进风口压力0.955大气压(绝压96.8kPa)与出风口压力-1.191大气压(绝压-119.1kPa)的组合,表明风机同时具备抽吸与增压能力。在系统设计中,需核算管网阻力曲线与风机性能曲线的交点,确保工作点落在高效区(效率≥82%)。

七、总结

硫酸风机作为酸性气体输送的关键设备,其型号参数、配件选型与维护修理均需紧密结合工艺需求。通过解析AI450-1.195/0.991及同类机型,可明确其设计逻辑与故障应对策略,为行业提供可靠的技术支撑。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、长寿命方向持续演进。

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