硫酸风机基础知识及AI730-1.37型号深度解析

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硫酸风机基础知识及AI730-1.37型号深度解析

作者：王军（139-7298-9387）
关键词：硫酸风机、AI730-1.37、二氧化硫气体、风机配件、风机修理、工业气体输送

引言

硫酸生产是化工工业的核心环节，而硫酸离心鼓风机作为输送酸性、腐蚀性气体的关键设备，其性能直接关系到生产效率和系统安全。在硫酸制造工艺中，风机需处理二氧化硫（SO₂）、氮氧化物（NOₓ）、氯化氢（HCI）等有毒气体，这些介质具有强腐蚀性和高温特性，对风机的材料选择、结构设计和维护提出了极高要求。本文以硫酸风机型号AI730-1.37为重点，结合“C(SO₂)”“D(SO₂)”“AI(SO₂)”等系列风机的特点，系统介绍硫酸风机的基础知识、配件功能、修理方法及工业气体输送技术，旨在为风机技术人员提供实践指导。

一、硫酸风机概述与分类

硫酸风机是专为硫酸生产和其他化工流程设计的离心鼓风机，其主要功能是将含硫气体加压输送至转化塔、吸收塔等设备。根据结构和压力需求，硫酸风机可分为多级加压型、单级高速型和双支撑型等系列。

“C(SO₂)”型多级硫酸加压风机：采用多级叶轮串联设计，每级叶轮逐级增压，适用于中低压到大流量工况。其核心优势在于压力分布均匀，能效高，常用于大型硫酸厂的二氧化硫气体输送。例如，在硫酸制备的干燥-吸收循环中，C系列风机可稳定维持系统压力在0.5-1.5个大气压范围内。 “D(SO₂)”型高速高压硫酸加压风机：通过高速转子实现单级或多级高压输出，转速可达每分钟数万转，适用于高压小流量场景。该系列风机采用齿轮箱增速技术，出口压力可达2.0个大气压以上，但需配套精密润滑和冷却系统，以应对高速运转产生的热量。 “AI(SO₂)”型单级悬臂硫酸加压风机：结构紧凑，叶轮直接安装在主轴悬臂端，适用于中小流量和中等压力工况。其优点是占地面积小、维护便捷，常用于硫酸厂的辅助气体输送。本文重点型号AI730-1.37即属此系列，其流量为每分钟730立方米，出口压力为-1.37个大气压（负压工况），进风口压力默认为1个大气压。 “S(SO₂)”型单级高速双支撑硫酸加压风机：叶轮由两端轴承支撑，运行稳定性高，适用于高转速和振动敏感环境。该系列风机常配备动态平衡校正系统，确保在输送腐蚀性气体时转子寿命延长。 “AII(SO₂)”型单级双支撑硫酸加压风机：与AI系列相比，AII系列采用双支撑结构，主轴刚性更强，适用于大流量和高压差工况。例如，型号AII1000-1.191/0.955表示流量每分钟1000立方米，出口压力-1.191个大气压，进风口压力0.955个大气压，其压力比（出口压力与进口压力之比）可通过气体状态方程计算，即压力比等于出口绝对压力除以进口绝对压力。

硫酸风机的选型需综合考虑气体成分、温度、压力和流量参数。例如，输送二氧化硫气体时，因SO₂在高温下易形成硫酸雾，风机需采用耐酸合金材料；而输送氯化氢（HCI）气体时，因HCI吸湿性强，风机气封系统需加强密封性。

二、风机型号AI730-1.37的详细说明

AI730-1.37是AI系列中的典型型号，其命名规则体现了硫酸风机的标准化设计：“AI”代表单级悬臂结构，“730”表示额定流量为每分钟730立方米，“-1.37”表示出口压力为-1.37个大气压（负压，即吸气工况），进风口压力未标注时默认为1个大气压。该型号适用于硫酸生产中的气体回收或废气处理环节，例如在二氧化硫转化工段中，将含SO₂的低温气体从吸收塔抽出并加压输送。

性能参数与工作原理：
AI730-1.37的设计基于离心风机的基本原理，即通过叶轮旋转产生离心力，将气体动能转化为压力能。其性能曲线可用流量-压力关系描述：在额定转速下，流量增加时压力呈下降趋势，而功率消耗随流量增大而上升。例如，当进口温度为50℃、气体密度为每立方米1.2千克时，风机轴功率可通过公式“轴功率等于流量乘以压升除以效率”估算，其中效率通常为75%-85%。该型号的叶轮直径约为800毫米，采用后向叶片设计，以降低气体涡流损失。 结构特点：
AI730-1.37的机壳由高强度铸铁衬覆耐酸合金制成，内部流道经抛光处理以减少气体阻力。主轴采用40CrMo合金钢，表面镀铬以增强抗腐蚀性；叶轮为焊接结构，材料为CD4MCu双相不锈钢，确保在SO₂环境中长期稳定运行。风机运行时，气体从轴向进风口吸入，经叶轮加速后径向排出，压力提升可达1.37个大气压。 应用场景：
该型号常用于硫酸厂的尾气处理系统，例如与脱硫塔配套，将含SO₂的废气加压后送入回收装置。其负压设计能有效克服管道阻力，避免气体泄漏。在输送氮氧化物（NOₓ）气体时，需注意控制气体温度低于150℃，以防止NOₓ分解引发爆炸风险。

三、风机配件功能与选材要求

硫酸风机的可靠性高度依赖配件质量，尤其在腐蚀性气体环境中，配件需具备高密封性和耐磨性。

风机主轴：作为核心传动部件，主轴需承受叶轮的离心力和气体反作用力。AI730-1.37的主轴直径为120毫米，经调质热处理后硬度达HRC35-40，其临界转速需高于工作转速的1.3倍，以避免共振。计算临界转速的公式为“临界转速等于常数乘以弹性模量的平方根除以密度与长度的乘积”，其中常数取决于支撑方式。 风机轴承与轴瓦：硫酸风机多采用滑动轴承（轴瓦），因其耐冲击和吸振性能优于滚动轴承。轴瓦材料为巴氏合金（锡锑铜合金），厚度为3-5毫米，运行时通过压力油润滑形成油膜，降低摩擦系数。轴承间隙需控制在主轴直径的0.1%-0.15%之间，例如对于直径120毫米的主轴，间隙应为0.12-0.18毫米。 风机转子总成：包括叶轮、主轴和平衡盘，组装后需进行动平衡测试，残余不平衡量需小于1.0克·毫米/千克。叶轮叶片数为12-16片，叶片安装角为30°-45°，以优化气体流动效率。 气封与油封：气封用于防止气体泄漏，常采用迷宫密封或碳环密封。碳环密封由石墨材料制成，耐高温且自润滑，适用于SO₂气体；油封则为氟橡胶材质，安装在轴承端部，防止润滑油外泄。 轴承箱与碳环密封：轴承箱为铸铁结构，内部设有冷却水套，以导出摩擦热；碳环密封由多个石墨环串联组成，依靠弹簧压紧实现动态密封，其泄漏量可控制在每分钟0.1立方米以下。

配件选材需针对气体特性：例如输送氟化氢（HF）气体时，因HF腐蚀性强，叶轮需选用哈氏合金；而输送溴化氢（HBr）气体时，气封需增加聚四氟乙烯涂层。

四、风机修理与维护实践

硫酸风机的修理需遵循“预防为主、修复为辅”的原则，重点包括日常检查、故障诊断和部件更换。

常见故障与诊断： 振动超标：多由转子不平衡或轴承磨损引起。可通过振动频谱分析定位问题，若基频振幅超标，需重新平衡转子；若高频成分突出，应检查轴承间隙。 压力不足：常因叶轮腐蚀或气封泄漏。使用超声波检测仪测量密封间隙，若超过设计值0.5毫米，需更换碳环密封。 温度异常：轴承温度超过80℃时，需检查润滑油的粘度和冷却水流量。润滑油粘度应维持在ISO VG46标准，冷却水流量不低于每分钟10升。 修理流程： 拆卸与清洗：先切断电源，拆除联轴器和管路，用专用吊具取出转子。清洗部件时，使用中性溶剂避免腐蚀。 部件修复：主轴若磨损量超过0.1毫米，需采用热喷涂修复；叶轮腐蚀深度大于2毫米时，需堆焊耐酸焊条。 重新组装：安装时确保轴承间隙符合标准，气封间隙控制在0.2-0.3毫米。组装后需进行试运行，测试压力、流量和振动值。 维护周期：
日常维护包括每日检查油位和振动值；每月清洗过滤器；每半年更换润滑油。大修周期为2-3年，需全面检测转子动平衡和密封系统。

五、工业气体输送技术要点

硫酸风机不仅用于SO₂气体，还可扩展至氮氧化物（NOₓ）、氯化氢（HCI）等工业酸性气体的输送，其技术要点在于气体特性适配和系统防护。

气体特性与风机适配：二氧化硫（SO₂）气体密度为每立方米2.8千克，比空气重，风机需采用下进上出流向以避免积液；氮氧化物（NOₓ）具氧化性，叶轮材料需选用316L不锈钢；氯化氢（HCI）易溶于水，风机进口需加装干燥器，防止凝结酸腐蚀；氟化氢（HF）对玻璃和陶瓷有腐蚀性，风机内部禁用此类材质。 系统设计原则：
输送工业气体时，管道需倾斜布置并设置排水口，风机进口加装过滤器。压力计算需考虑气体可压缩性，例如对于高压工况，实际压力需用理想气体状态方程校正，即压力等于密度乘以气体常数乘以绝对温度。 安全措施：
风机机房需配备气体泄漏检测仪和应急通风系统。对于有毒气体，碳环密封需采用双级设计，泄漏气体引至中和塔处理。

结语

硫酸离心鼓风机是化工生产中的关键设备，其技术发展聚焦于材料创新和智能维护。通过对AI730-1.37型号的解析，我们深入理解了硫酸风机的结构、配件和修理方法。未来，随着高温合金和在线监测技术的应用，硫酸风机将向高效化、长寿命方向演进。作为风机技术人员，我们需不断学习国际标准（如API 617），提升实践能力，以保障工业气体输送的安全与稳定。

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