硫酸风机基础知识及AI340-1.345型号详解

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硫酸风机基础知识及AI340-1.345型号详解

作者：王军（139-7298-9387）
关键词：硫酸风机、AI340-1.345、风机配件、风机修理、工业气体输送、二氧化硫、轴瓦、碳环密封

一、硫酸风机概述与应用领域

硫酸风机是工业气体输送领域的核心设备，专门用于处理腐蚀性、有毒的酸性气体，如二氧化硫(SO₂)、氮氧化物(NOₓ)、氯化氢(HCl)等。这类风机在化工、冶金、环保等行业中承担气体加压、循环和排放的关键任务。其设计需兼顾耐腐蚀性、密封性和结构强度，以应对高温、高压及介质腐蚀的复杂工况。根据结构和性能差异，硫酸风机主要分为以下系列：

C(SO₂)系列多级硫酸加压风机：采用多级叶轮串联设计，适用于中低压、大流量场景，通过逐级加压实现气体稳定输送，常见于硫酸生产系统的二氧化硫气体处理环节。 D(SO₂)系列高速高压硫酸加压风机：通过高转速转子实现气体压缩，出口压力可达1.5-2.0大气压，适用于需高压输送的工艺，如冶炼废气回收。 AI(SO₂)系列单级悬臂硫酸加压风机：叶轮悬臂安装于主轴一端，结构紧凑，适用于中小流量工况，典型型号如AI340-1.345。 S(SO₂)系列单级高速双支撑硫酸加压风机：主轴两端支撑，运行稳定性高，适合高转速、大功率场景。 AII(SO₂)系列单级双支撑硫酸加压风机：双支撑结构增强转子动态平衡，用于腐蚀性较强的介质输送。

硫酸风机的核心挑战在于材料选择与密封设计。接触气体的部件需采用不锈钢、钛合金或陶瓷涂层，以防止酸性腐蚀；密封系统则需杜绝有毒气体泄漏，保障安全生产。

二、AI340-1.345硫酸风机型号解析

AI340-1.345是AI(SO₂)系列的代表型号，其命名规则体现了风机的关键参数：

“AI”：表示单级悬臂结构，叶轮直接固定于主轴悬臂端，减少了轴向尺寸，适用于空间受限的安装环境。 “340”：代表风机流量为340立方米/分钟，该流量需与系统需求匹配，过大或过小均会影响气体输送效率。 “-1.191”：表示出口压力为-1.191个大气压（即负压状态），说明风机在出口段形成抽吸力，常用于系统引风或废气抽取。 “/0.955”：表示进口压力为0.955个大气压。若型号中无“/”符号，则默认进口压力为1个标准大气压。

该风机的运行原理基于离心力作用：电机驱动主轴带动叶轮旋转，气体从轴向进入叶轮中心，在离心力作用下沿径向加速，经蜗壳收集后增压输出。其压力-流量关系可通过风机定律描述，即流量与转速成正比，压力与转速平方成正比，功率与转速立方成正比。在实际应用中，需根据管网阻力特性曲线调整运行点，避免喘振或阻塞现象。

三、风机核心配件功能与维护要求

硫酸风机的可靠性依赖于关键配件的性能，以下以AI340-1.345为例说明：

风机主轴：作为动力传递核心，需采用40Cr或不锈钢材质，经调质处理保证强度和耐腐蚀性。主轴动态平衡等级需达G2.5级，偏差小于2.5微米，以避免振动导致的轴承磨损。 轴瓦与轴承箱：硫酸风机常采用滑动轴承（轴瓦），材料为巴氏合金或铜基粉末冶金，依靠油膜形成液体润滑。轴瓦间隙需控制在主轴直径的千分之一至千分之一点五，过大易引起振动，过小则导致温升过高。轴承箱设计需集成冷却油路，通过循环油带走摩擦热，维持油温低于65℃。 转子总成：包括叶轮、主轴及平衡盘。叶轮需进行超速试验（转速为额定值的1.2倍），验证其结构完整性。平衡校正需满足剩余不平衡量小于1克·毫米/千克，确保高速运行平稳。 碳环密封与气封： 碳环密封：由多个碳环串联组成，依靠弹簧预紧力实现径向密封，耐腐蚀且自润滑，适用于二氧化硫等介质。密封间隙按直径的万分之五设计，需定期检查碳环磨损量，超过原厚度三分之一即需更换。气封：通常为迷宫密封，通过多级节流间隙降低气体泄漏，间隙值一般设定为0.2-0.5毫米。油封：采用氟橡胶或聚四氟乙烯材料，防止润滑油外泄及气体侵入轴承箱。安装时唇口方向需朝向密封介质侧，预紧力通过弹簧圈保证。

四、风机常见故障与修理方案

硫酸风机的修理需结合工况分析，重点针对腐蚀、振动及密封失效：

叶轮腐蚀修复：酸性气体易导致叶轮点蚀或应力开裂。轻微腐蚀可采用堆焊修复，焊材选用ER307不锈钢；严重时需整体更换，新叶轮需进行动平衡校正及涂层防护（如喷涂碳化钨）。 轴瓦磨损处理：磨损超差后需刮研或更换。刮研时用红丹粉检查接触点，要求每平方厘米不少于3个点；更换新轴瓦需检测瓦背过盈量，一般为0.02-0.04毫米。 主轴弯曲校正：弯曲量超过0.05毫米时需压力校正或热校直。校正后需进行磁粉探伤，排除表面裂纹。 密封系统维护：碳环密封失效时，需检查弹簧弹力及环体磨损，更换后做气密性试验，泄漏率不超过0.5%。迷宫密封间隙超差可通过镶套修复，恢复设计间隙值。 振动超标治理：首先检查转子平衡，其次排查基础螺栓松动或管道应力。若振动频率与转速同步，重点校正动平衡；若为倍频振动，需检查对中情况，联轴器对中误差应小于0.05毫米。

修理完成后需进行空载试运行，监测轴承温度（不超过75℃）和振动值（小于4.5毫米/秒），最后进行带载性能测试，验证流量-压力曲线符合设计范围。

五、工业气体输送风机的特殊设计

输送二氧化硫、氮氧化物等工业酸性气体时，风机需进行针对性优化：

材料升级：接触介质的壳体及叶轮选用316L不锈钢或哈氏合金，氯化氢气体输送时需采用镍基合金，氟化氢工况需用蒙乃尔合金。 密封强化：溴化氢(HBr)等渗透性强的气体需采用双端面机械密封，辅以氮气阻塞系统，防止气体外泄。 防腐涂层：流道内壁喷涂环氧酚醛或聚四氟乙烯涂层，厚度0.2-0.3毫米，增强耐蚀性。 温度适应性：针对高温气体（如200℃以上），轴承箱需配置水冷夹套，转子部件预留热膨胀间隙。

以典型型号AI1000-1.191/0.955为例，其进/出口压力参数表明风机适用于进口微正压、出口负压的复杂管网，广泛用于硫酸装置的二氧化硫回收工段。

六、总结

硫酸风机的设计与维护需紧扣介质特性与工艺需求。AI340-1.345作为悬臂式风机的典型代表，其高效运行依赖于精准的配件匹配和定期维护。未来，随着材料科学与密封技术的进步，硫酸风机将向高压力、低泄漏率方向演进，为工业气体处理提供更可靠的解决方案。

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