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硫酸风机基础知识及AI920-1.42型号详解 作者:王军(139-7298-9387) 引言 硫酸生产及化工行业中,离心鼓风机是输送腐蚀性、有毒工业气体的核心设备。其设计需兼顾气体特性、压力需求及长期运行的稳定性。本文以硫酸风机型号AI920-1.42为重点,系统阐述其技术原理、配件功能及维修要点,并扩展分析多系列硫酸风机对二氧化硫、氮氧化物等工业气体的输送能力。 一、硫酸风机系列概述 硫酸风机根据气体压力、流量及结构差异分为多个系列,每类均针对特定工况优化: C(SO₂)系列多级硫酸加压风机:采用多级叶轮串联结构,适用于中低压、大流量场景,出口压力可达0.5-2.5MPa。其核心优势在于通过多级增压实现高能效,常用于硫酸厂二氧化硫气体的长距离输送。 D(SO₂)系列高速高压硫酸加压风机:转速可达15000rpm以上,依赖齿轮箱增速,出口压力覆盖2.5-4.0MPa。该系列采用高强度合金叶轮,应对二氧化硫高压输送中的气动负荷与腐蚀双重挑战。 AI(SO₂)系列单级悬臂硫酸加压风机:转子悬臂布置,结构紧凑,适用于中小流量(200-1200m³/min)工况。AI系列通过单级叶轮实现1.0-1.5MPa压力输出,典型应用于硫酸装置中段循环气体增压。 S(SO₂)系列单级高速双支撑风机:转子两端支撑设计,结合高速叶轮(转速超12000rpm),兼具高压力与高稳定性,适用于含尘量低的高纯度二氧化硫气体。 AII(SO₂)系列单级双支撑硫酸加压风机:与AI系列相比,AII采用双支撑结构,转子刚性更强,适用于流量1000-2000m³/min、压力1.0-2.0MPa的高负荷场景,尤其适合处理含微量固体颗粒的酸性气体。二、风机型号AI920-1.42技术解析 AI920-1.42为AI系列悬臂单级硫酸风机,其型号参数解析如下: “AI”:代表单级悬臂结构,叶轮直接安装于主轴悬臂端,减少轴向尺寸,降低设备占地面积。 “920”:表示额定流量为920立方米/分钟,该流量基于进口标准状态(温度20℃、相对湿度50%)设计。 “-1.42”:指示出口压力为-1.42个大气压(即负压工况),常用于系统抽吸环节。若型号中包含“/”符号(如AI1000-1.191/0.955),则“/”后数值表示进口压力(本例为0.955大气压),无“/”时默认进口压力为1标准大气压。气体适应性:AI920-1.42可处理二氧化硫、氯化氢等酸性气体,其过流部件(如叶轮、机壳)采用耐蚀合金(如哈氏合金C-276)或复合材料涂层,确保在pH<2的强酸环境中寿命超40000小时。 三、风机核心配件功能说明 硫酸风机的可靠性依赖关键配件的精准设计与材料选择: 风机主轴:通常为40CrNiMoA合金钢,表面喷涂碳化钨涂层,抗弯曲应力公式为:最大弯曲应力等于弯矩乘以轴半径除以轴截面惯性矩。主轴动态平衡等级需达G2.5级,避免高速运行时振动超标。 轴瓦与轴承箱:硫酸风机普遍采用锡青铜轴瓦(ZCuSn10P1),其润滑依赖强制油循环系统。轴瓦设计需满足线速度小于15米/秒,并通过压强等于载荷除以投影面积计算承压能力,确保油膜稳定。轴承箱为铸铁密封结构,内部设置冷却水腔,控制油温≤65℃。 转子总成:包含叶轮、主轴及平衡盘。叶轮需进行超速试验(1.15倍额定转速),验证其临界转速避开率≥20%。动平衡校正残余不平衡量≤1.5g·mm/kg。 气封与碳环密封: 气封:多采用迷宫密封,间隙控制为0.2-0.3mm,利用气体节流效应降低泄漏。 碳环密封:由多个石墨环串联组成,通过弹簧预紧实现端面密封,泄漏量公式为:泄漏量等于密封系数乘以压差平方根除以气体密度。碳环耐温达200℃,且与酸性气体相容性优。 油封:一般为氟橡胶或聚四氟乙烯唇封,防止润滑油外泄并隔绝气体侵入轴承箱。四、风机常见故障与修理方案 硫酸风机的维修需针对腐蚀、振动与密封失效三大问题: 叶轮腐蚀修复: 症状:叶片减薄、出口压力下降。 修理:采用激光熔覆技术修复腐蚀区域,涂层材料选钴基合金(如Stellite 6),修复后需重新进行动平衡及无损探伤。 轴瓦磨损处理: 症状:油温升高、振动加剧。 修理:刮研轴瓦至接触面积≥85%,间隙调整按顶间隙等于轴径乘以0.001至0.0012计算,若磨损超0.5mm则更换新瓦。 碳环密封失效: 症状:气体泄漏量超标。 修理:检查弹簧弹力衰减及环体裂纹,更换时需测量密封室直径,确保过盈量0.05-0.08mm。 转子动平衡校正:因腐蚀或结垢导致不平衡时,需现场动平衡,剩余不平衡量满足公式:许用不平衡量等于平衡精度等级乘以转子质量除以角速度。大修后验收标准:振动速度有效值≤4.5mm/s,轴承温度≤70℃,气密性试验压力为1.1倍工作压力并保压30分钟无泄漏。 五、工业气体输送特性与风机选型 硫酸风机需适应多种工业气体的物理化学特性: 二氧化硫(SO₂)气体:密度为空气的2.2倍,分子量64g/mol,风机需提高轴功率以克服更高压损,功率计算公式为:轴功率等于流量乘以压升除以风机效率除以机械效率。 氮氧化物(NOₓ)气体:具强氧化性,过流部件需采用奥氏体不锈钢(如316L)并控制气体温度<150℃,防止晶间腐蚀。 氯化氢(HCl)与氟化氢(HF)气体: HCl气体易形成盐酸液滴,风机需设置底部排液阀,叶轮优选哈氏合金C-22。 HF气体会腐蚀硅酸盐材料,密封系统禁用陶瓷组件,碳环密封需升级为高纯石墨。 溴化氢(HBr)及其他特殊气体:HBr遇水生成氢溴酸,机壳需设计加热夹套,维持壁温高于露点10℃以上。选型原则: 腐蚀性气体优先选择AII系列双支撑结构,确保转子稳定性; 高压工况(>1.5MPa)选用D系列或S系列高速风机; 负压系统(如吸气端)适用AI系列悬臂设计。六、结论 硫酸风机作为酸性气体输送的关键设备,其技术发展聚焦于材料耐蚀性、结构可靠性及维修便捷性。AI920-1.42型号凭借其悬臂设计与负压适应性,在硫酸装置中具有广泛应用。未来,随着特种合金与智能监控技术的进步,硫酸风机将向更高效率、更长寿命及预测性维护方向演进。 风机选型参考:S1800-1.404/0.996离心鼓风机技术说明 特殊气体风机基础知识解析:以C(T)2404-1.72型号为例 离心风机基础知识及SHC290-1.101/0.811型号解析 稀土铕(Eu)提纯专用风机技术全解析:以D(Eu)1763-1.72型为核心的应用实践 浮选风机基础技术解析与C170-1.298/0.898型风机深度说明 重稀土钪(Sc)提纯专用风机:D(Sc)2669-1.28型高速高压多级离心鼓风机技术解析 多级高速离心鼓风机D300-2.804/0.968基础解析及配件说明 特殊气体风机基础知识解析:以C(T)566-1.39型号为核心 离心风机基础知识解析及C500-1.3086/1.0026型号详解 重稀土铽(Tb)提纯风机D(Tb)2820-2.79技术解析与应用 浮选(选矿)专用风机C275-2.0473/1.0273基础知识解析 多级离心鼓风机基础与C60-1.6型号深度解析及工业气体输送应用 烧结专用风机S1400-1.0332/0.928技术解析与维修探讨 稀土铕(Eu)提纯专用风机基础技术解析:以D(Eu)168-2.87型离心鼓风机为核心 S(M)1000-1.3414/0.9414单级高速双支撑煤气风机技术解析 离心风机基础知识解析:AI550-1.1934/0.9734悬臂单级鼓风机详解 离心风机基础知识解析:AII1300-1.0899/0.784(滑动轴承) 离心煤气鼓风机C(M)1000-1.344/0.934基础知识及配件解析 特殊气体风机C(T)284-2.5多级型号解析与配件维修及有毒气体概论 金属铁(Fe)提纯矿选风机:D(Fe)489-2.28型高速高压离心鼓风机技术详解 硫酸离心鼓风机基础知识与应用解析:以S(SO₂)1300-1.411型号为例 硫酸风机基础知识及C(SO₂)160-1.31/0.91型号详解 离心风机基础知识解析:AI(SO2)600-1.2677/1.0277(滑动轴承) 高温风机技术解析:以Y4-73№16D及煤气鼓风机№16.5D.AII(M)为核心 稀土矿提纯专用离心鼓风机技术解析—以D(XT)2822-2.86型号为例 C305-1.4832/0.9932多级离心风机技术解析与应用 高压离心鼓风机S1500-1.3432-0.9432技术解析 硫酸风机基础知识与应用:以AI1000-1.1584/0.9095型号为例 烧结风机性能解析:SJ7500-1.028/0.849型号深度剖析 轻稀土钐(Sm)提纯风机技术专题:D(Sm)35-1.54型离心鼓风机深度解析 轻稀土(铈组稀土)镧(La)提纯风机D(La)2120-1.49技术解析与应用 |
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