作者:王军(139 7298 9387)
关键词: 硫酸风机、二氧化硫输送、离心风机、滑动轴承、轴瓦、风机选型、耐腐蚀材料、风机维护
引言
在化工、冶金、环保等工业领域,输送腐蚀性、有毒气体是生产过程中的关键环节。二氧化硫(SO₂)作为一种典型的酸性腐蚀性介质,对其输送设备——风机的设计、材料和运行维护提出了极高要求。本文将围绕一款特定型号的硫酸风机C550-1.165/0.774(采用滑动轴承-轴瓦结构)展开,系统介绍其基础知识、使用范围,并对关键配件进行解析,同时梳理常见硫酸风机系列的型号含义与适用场景,以期为从事风机技术工作的同仁提供参考。
一、 风机型号释义与性能参数解读
以C550-1.165/0.774为例,其型号编码遵循了行业通用规则,蕴含了该风机的核心信息:
“C”: 通常代表此风机属于C系列,这一系列多为多级、低速、高压离心风机,结构坚固,适用于 demanding 的工业环境。
“550”: 通常表示风机的流量参数,此处指额定流量为550立方米/分钟。这是风机选型的核心参数之一,直接关系到工艺系统的气体处理能力。
“-1.165”: 表示风机的出口绝对压力为1.165个大气压(ata)。它代表了风机克服系统阻力并输送气体所能达到的压力。
“/0.774”: 表示风机的进口绝对压力为0.774个大气压(ata)。进口压力非标准大气压(1.013
ata)表明风机可能是在一个有一定真空度或较低压力的工况下吸气。了解进出口压力差(压升)对于计算风机实际做功至关重要。
滑动轴承-轴瓦:
指明了该风机的支撑方式采用滑动轴承,其核心部件为轴瓦。相较于滚动轴承,滑动轴承具有承载能力强、运行平稳、耐冲击、寿命长等优点,特别适用于重型、高速、连续运转的工业风机。其缺点是结构稍复杂,对润滑系统要求高。
同理,文中提到的另一型号 “AI(SO₂)860-1.283/0.933” 可解读为:AI系列悬臂式单级硫酸风机,输送介质为含二氧化硫的气体,流量为860
m³/min,出口压力1.283 ata,进口压力0.933 ata。
二、 硫酸风机(SO₂风机)的特殊性及使用范围
输送二氧化硫等酸性气体的风机,与输送空气的通用风机有本质区别,其核心在于介质的强腐蚀性。
1. 介质特性挑战:
SO₂气体在与水分结合后会形成亚硫酸,进一步氧化成硫酸,对碳钢等普通金属材料产生急剧腐蚀。此外,文中提到的氮氧化物(NOₓ)、氯化氢(HCl)、氟化氢(HF)等均属强腐蚀性酸性气体。
2. 使用范围:
冶金工业: 硫酸厂二氧化硫气体的输送、冶炼厂烧结烟气的脱硫前后输送。
化工行业: 各类酸酐、酸性化工原料气的工艺循环与输送。
环保工程: 烟气脱硫(FGD)系统中原烟气和净烟气的引送风。
电力行业: 燃煤电厂锅炉烟气的处理。
其他: 涉及上述酸性有毒气体产生的任何工艺环节的气体加压、输送和循环。
3. 选型核心考量:
气密性: 防止有毒气体泄漏,通常采用高质量的机械密封、干气密封或串联式密封系统。
安全性: 设计需符合防爆、耐压等相关安全规范。
工况适应性: 必须精确计算系统所需的流量、压力、温度,以及介质的具体成分和浓度,以确保风机在高效区稳定运行。
三、 常见硫酸风机系列简介
根据结构形式和压力流量范围的不同,硫酸风机发展出多个系列,以适应多样化的工况需求:
1. “C(SO₂)”型系列多级风机:
如本文主角所属系列。通过多个叶轮串联工作,实现在相对较低转速下获得较高的压升。结构紧凑,效率较高,适用于中等流量、高压力场合。
2. “D(SO₂)” 型系列高速高压风机: 通常采用单级或多级高速齿轮增速传动,转速极高,能达到非常高的压头。适用于流量范围广、压力要求极高的苛刻工况。
3. “AI(SO₂)” 型系列单级悬臂风机: 叶轮悬臂安装于电机一侧,结构简单,维护方便。适用于中低压力、大流量的工况。对转子动平衡精度要求高。
4. “S(SO₂)” 型系列单级高速双支撑风机: 叶轮置于两个支撑轴承之间,转子稳定性好,适用于高转速、高压力的单级工况。结构比悬臂式更稳固。
5. “AII(SO₂)” 型系列单级双支撑风机:
与S系列类似,同为双支撑结构,可能在具体结构设计(如进气方式、轴承箱设计)上有所不同,同样注重运行的稳定性和可靠性。
6. “G(SO₂)”系列通风机: 通常为低压、大流量的通风换气用途,用于腐蚀性环境的厂房通风或气体引射。
7. “Y(SO₂)”系列引风机:
通常安装在系统末端,用于抽取腐蚀性烟气。由于介质温度可能较高且含有颗粒物,其在材料选择和结构设计上需考虑耐温、耐磨和耐腐蚀的综合性能。
四、 C550-1.165/0.774风机关键配件解析
针对采用滑动轴承的C550型风机,其核心配件需特殊关注:
1. 叶轮(Impeller):
材料: 是抗腐蚀的关键。普遍采用高牌号奥氏体不锈钢(如316/316L)、双相不锈钢(2205),甚至在极端工况下采用哈氏合金(Hastelloy
C-276)、蒙乃尔(Monel)合金或钛材(Ti)。选择取决于酸性气体的浓度、温度和是否含有卤族元素(如Cl⁻、F⁻)。
结构: 多为焊接结构,采用后向或径向叶片,以保证效率和强度。需进行严格的动平衡校验(通常达到G2.5级或更高),确保振动在允许范围内。
2. 机壳(Casing):
材料: 通常与叶轮材料相匹配或采用内衬防腐层(如橡胶衬里、玻璃钢衬里、不锈钢衬板)的碳钢壳体,以降低成本的同时保证耐腐蚀性。
设计: 多为水平剖分式,便于检修。进出口法兰需进行防腐处理或采用整体不锈钢材质。
3. 主轴(Shaft):
必须有足够的强度和刚度以承受扭矩和弯矩。与介质接触的部分通常采用不锈钢材质,或整体采用不锈钢制造。与轴承、密封配合的轴颈区域需进行表面硬化处理(如喷涂碳化钨)以提高耐磨性。
4. 滑动轴承与轴瓦(Sliding Bearing & Bushing):
轴承座: 通常为铸铁或铸钢件,内有用于安装轴瓦的轴承孔和润滑油路。
轴瓦: 是滑动轴承的核心。通常为钢背+巴氏合金(White Metal/Babbitt)
衬里的结构。巴氏合金具有良好的嵌入性、顺应性和抗胶合性能,能保护轴颈。润滑油在轴和轴瓦间形成油膜,起到润滑和冷却作用。
润滑系统: 至关重要!必须配备可靠的强制润滑站,包括油箱、油泵、冷却器、过滤器、安全仪表等,持续为轴承提供充足、洁净、冷却的润滑油。
5. 密封系统(Sealing System):
绝对防止有毒气体外泄和空气内漏。迷宫密封作为初级密封减少泄漏量。
主密封广泛采用机械密封。常见配置为双端面机械密封,在两密封面之间引入高于介质压力的隔离液(缓冲液),形成一道屏障,彻底阻断介质泄漏通道。隔离液系统需配套压力控制、泄漏监测等装置。
6. 润滑系统(Lubrication System):
对于滑动轴承,独立的稀油站是标准配置。它确保润滑油压力、流量和温度稳定在设定范围内。任何异常(如油压过低、油温过高)都应触发报警乃至停机联锁,以保护昂贵的轴承和转子系统。
7. 底座、联轴器及电机:
底座需有足够刚性,保证机组对中精度长期稳定。
联轴器多采用膜片式或齿式,能补偿一定量的对中误差并传递扭矩。
电机需根据风机功率和转速选型,通常为防爆型,绝缘等级需能适应可能存在的环境。
五、 操作与维护要点
1. 开机前检查: 确认油站运行正常(压力、温度、液位),冷却水畅通,盘车灵活,密封系统投用。
2. 运行监控: 密切监视轴承温度(通常巴氏合金轴瓦温度需<85℃)、振动值、润滑油况以及密封系统是否正常。
3. 定期维护:
润滑油: 定期取样化验,根据结果决定是否过滤或更换。
振动分析: 定期进行振动频谱采集与分析,预判转子平衡、对中、轴承状态等问题。
备件储备: 关键备件如机械密封、轴瓦、传感器需有库存。
4. 检修重点: 大修时务必检查叶轮的腐蚀磨损情况、轴瓦的磨损与接触情况、机械密封的磨损状况,并重新进行精确的对中校正。
结语
C550-1.165/0.774型硫酸离心风机是专为应对苛刻腐蚀环境而设计的工业装备。其成功运行依赖于正确的选型、高质量的材料(特别是与介质接触部件)、精良的制造工艺(尤其是动平衡和对中),以及最为关键——科学规范的操作与维护。深入理解其型号含义、结构特点及各配件的功能与要求,是保障风机长周期、安全稳定运行,从而为工业生产提供可靠动力的基石。希望本文能为广大风机技术同仁在硫酸风机的认知、应用和维护方面提供有益的帮助。
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