关于AI900-1.1834/0.8734型硫酸离心风机的基础知识与配件解析
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、风机配件、耐腐蚀设计
1. 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介质，对输送设备提出了极高的要求。离心风机作为气体输送的核心设备，其设计与选型直接关系到生产安全、运行效率和设备寿命。AI(SO₂)系列悬臂单级硫酸风机是专为输送酸性气体设计的特种设备，其中AI900-1.1834/0.8734型风机是典型代表，采用滑动轴承（轴瓦）结构，适用于苛刻的工况条件。本文将系统介绍离心风机的基础知识，重点解析AI900-1.1834/0.8734型风机的型号含义、使用范围及核心配件，并对相关SO₂风机系列进行对比分析。
2. 离心风机基础
2.1 工作原理与结构
离心风机是一种依靠叶轮旋转产生离心力，从而对气体进行压缩和输送的流体机械。其基本工作原理是：当叶轮高速旋转时，气体从轴向进入叶轮，在离心力作用下被加速并径向抛出，经蜗壳收集后通过出口排出。在此过程中，气体的压力和速度均得到提高。
离心风机的主要结构包括：
进风口：引导气体均匀进入叶轮；
叶轮：核心做功部件，其形式（前向、后向、径向）决定风机性能；
机壳：收集从叶轮排出的气体，并将动能部分转化为压力能；
主轴：传递动力，支撑叶轮旋转；
轴承箱：支撑主轴，保证其平稳运转；
密封装置：防止气体泄漏和外界空气进入；
驱动装置：通常为电机，通过联轴器传递动力。
2.2 性能参数与定律
描述离心风机性能的主要参数包括：
流量 (Q)：单位时间内通过风机的气体体积，单位为m³/min或m³/h；
压力 (P)：风机进出口的全压差，单位为Pa、kPa或大气压（atm）；
功率 (N)：风机轴功率和电机功率，单位为kW；
效率 (η)：风机将机械能转化为气体压力能和动能的效率；
转速 (n)：叶轮旋转速度，单位为r/min。
离心风机遵循相似定律：当风机转速改变时，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。这一定律是风机选型和调速运行的理论基础。
3. SO₂气体输送对风机的特殊要求
二氧化硫是一种无色、有刺激性气味的有毒气体，易溶于水形成亚硫酸，进而氧化为硫酸，具有强腐蚀性。输送SO₂气体的风机需满足以下特殊要求：
3.1 材料耐腐蚀性
风机过流部件（叶轮、机壳、进出口等）必须采用耐酸腐蚀材料。常见选择包括：
不锈钢：如316L、904L，适用于中等浓度和温度的SO₂；
高镍合金：如哈氏合金，用于高温高浓度工况；
复合材料：如玻璃钢（FRP）、聚丙烯（PP），用于低温腐蚀环境；
特种涂层：在碳钢基体上喷涂聚四氟乙烯（PTFE）等防腐涂层。
3.2 气密性要求
SO₂气体有毒，泄漏会危害人员健康和环境。风机必须采用特殊密封设计：
双端面机械密封：保证轴端零泄漏；
充气密封：向密封腔注入惰性气体（如氮气），形成气障；
迷宫密封：配合抽气系统，将泄漏气体引至处理装置。
3.3 热管理
SO₂气体常伴随高温过程，风机需考虑热膨胀和冷却：
水冷夹套：在轴承箱和机壳设置冷却水腔，控制温度；
热隔离设计：防止高温传导至轴承和电机；
材料热匹配：各部件材料的热膨胀系数应相近，避免热应力损坏。
3.4 安全设计
防爆要求：某些工况下SO₂可能与空气形成爆炸性混合物，需采用防爆电机和防静电设计；
安全监测：设置振动、温度、压力监测系统，实现预警和联锁停机。
4. 硫酸风机系列概述
针对SO₂等酸性气体输送，风机行业开发了多个专用系列，各系列结构特点和适用工况如下：
4.1 C(SO₂)型系列多级风机
多级离心风机，通过多个叶轮串联实现高压比。结构紧凑，适用于中小流量、高压力场合。典型应用：硫酸装置干燥塔鼓风机。
4.2 D(SO₂)型系列高速高压风机
采用齿轮箱增速，单级叶轮可实现高压比。转速高（可达20000 r/min），效率高。适用于中等流量、高压力的苛刻工况。典型应用：硫磺制酸装置主鼓风机。
4.3 AI(SO₂)型系列单级悬臂风机
悬臂式结构，叶轮悬置于主轴一端，结构简单，维护方便。适用于中低压力的多种工况。本文重点讨论的AI900-1.1834/0.8734即属此系列。
4.4 AII(SO₂)型系列单级双支撑风机
叶轮置于两轴承之间，转子稳定性好，适用于较宽流量范围和较高压力。典型应用：硫酸转化工序风机。
4.5 S(SO₂)型系列单级高速双支撑风机
双支撑结构结合高速设计，兼顾稳定性和高压比能力。适用于大中流量、中高压力的连续生产过程。
4.6 G(SO₂)系列通风机
一般通风用途，压力较低，用于车间通风、废气排放等场合。
4.7 Y(SO₂)系列引风机
用于抽取含SO₂的烟气，常置于处理装置后，承受负压和腐蚀双重作用。
5. AI900-1.1834/0.8734型风机详解
5.1 型号释义
以AI900-1.1834/0.8734为例：
"AI(SO₂)"：AI系列悬臂单级硫酸风机；
"900"：流量为900 m³/min；
"1.1834"：出口绝对压力为1.1834 atm（约119.9 kPa）；
"/0.933"：进口绝对压力为0.933 atm（约94.5 kPa）；
若没有"/"及后续数字，则表示进口压力为1 atm。
该型号表明：风机在进口压力0.933 atm条件下，将气体压缩至出口压力1.1834 atm，压比约为1.268，流量为900 m³/min。
5.2 结构特点
悬臂设计：叶轮安装在主轴一端，结构简单，便于维护；
滑动轴承：采用油润滑滑动轴承（轴瓦），承载能力强，阻尼特性好，适用于高速重载场合；
耐腐蚀材料：过流部件采用316L不锈钢或更高等级材料；
特殊密封：采用双端面机械密封+氮气密封系统，确保零泄漏；
冷却系统：轴承箱和机壳设有水冷夹套，控制工作温度。
5.3 性能曲线与工作点
AI900-1.1834/0.8734风机的性能曲线描述了流量与压力、效率、功率的关系。在实际系统中，风机工作点由风机性能曲线和管网阻力曲线的交点决定。正确选型需确保工作点位于风机高效区内，且避开喘振区和不稳定工况区。
5.4 使用范围
该型号风机适用于：
硫酸生产：焚硫炉鼓风、转化工序气体循环；
有色金属冶炼：冶炼烟气输送与净化；
电厂脱硫：FGD系统原烟气和净烟气输送；
化工过程：含SO₂工艺气体的压缩与循环。
工作条件限制：
气体温度：-20℃ ~ 200℃（需特殊冷却）；
SO₂浓度：≤100%（实际取决于材料选择）；
含尘量：≤50 mg/m³（高含尘需前置除尘）；
连续运行：适合24/7连续操作。
6. 滑动轴承（轴瓦）系统解析
6.1 滑动轴承在SO₂风机中的应用优势
与滚动轴承相比，滑动轴承（轴瓦）在硫酸风机中具有明显优势：
高承载能力：面接触方式可承受更大载荷，适用于高速重载转子；
阻尼特性：油膜具有良好的减振性能，降低转子振动敏感性；
寿命长：正常维护下，使用寿命可达10年以上；
抗冲击性：油膜可缓冲冲击载荷，保护转子系统。
6.2 轴瓦结构与材料
AI900-1.1834/0.8734风机的轴瓦通常为剖分式结构，便于安装和维护。瓦衬材料常用：
巴氏合金：传统材料，具有良好的嵌入性和顺应性，但疲劳强度较低；
铜基合金：强度高，承载能力大，但耐腐蚀性需注意；
铝基合金：新型材料，综合性能优良，逐渐广泛应用。
6.3 润滑系统
滑动轴承依赖完整的润滑系统：
供油系统：包括主油泵、辅助油泵、油箱、冷却器、过滤器等；
油质要求：ISVG32或VG46透平油，定期监测酸值、粘度、水分；
油压控制：保持供油压力0.15-0.25 MPa，确保形成完整油膜；
温度控制：进油温度35-45℃，温升不超过20℃。
6.4 维护要点
间隙检查：定期检查径向间隙和轴向间隙，确保在设计范围内；
瓦面检查：检查磨损、刮伤、疲劳裂纹等缺陷；
油膜监测：通过振动分析监测油膜稳定性，预防油膜振荡；
对中检查：保证风机与电机的对中精度，避免偏载。
7. 核心配件解析
7.1 叶轮
形式：后向叶片设计，效率高，性能曲线平坦；
材料：316L不锈钢整体铸造或焊接结构，特殊工况采用904L或哈氏合金；
平衡等级：要求G2.5级或更高，确保低振动；
防腐措施：表面可进行钝化处理或特殊涂层。
7.2 机壳
结构：蜗壳式设计，水平剖分便于检修；
材料：与叶轮材料匹配，通常为316L不锈钢铸造；
衬里设计：高腐蚀工况可设置PTFE或陶瓷衬里；
冷却夹套：内置水冷通道，控制机壳温度。
7.3 主轴
材料：42CrMo等高强度合金钢，表面防腐处理；
热处理：调质处理，保证综合机械性能；
临界转速：工作转速应避开一阶和二阶临界转速；
***轴封***部位：表面硬化处理，提高耐磨性。
7.4 密封系统
机械密封：采用双端面集装式机械密封，静环为碳化硅，动环为硬质合金；
密封辅助系统：包括缓冲液系统、泄漏监测系统；
氮气密封：向密封腔注入氮气，形成正压屏障，防止SO₂泄漏。
7.5 轴承箱
结构：铸铁或铸钢件，具有足够的刚性和散热面积；
冷却设计：水冷夹套或散热翅片；
油封：采用迷宫式+唇形密封组合，防止漏油。
7.6 联轴器
类型：膜片式联轴器，补偿对中偏差，无需润滑；
材质：不锈钢材质，耐腐蚀；
防护罩：全封闭防护罩，确保安全。
8. 选型与运行维护建议
8.1 选型考虑因素
工艺参数：准确确定流量、进口压力、出口压力、温度、气体成分；
安装环境：室内/室外、环境温度、腐蚀性气氛；
运行制度：连续/间歇运行、启停频率；
系统阻力：精确计算管网阻力，包括管道、阀门、设备压降；
备用要求：根据工艺重要性确定是否设备用风机。
8.2 安装要点
基础要求：混凝土基础应有足够质量和刚度，避免共振；
对中调整：冷态对中需考虑热膨胀的影响；
管道连接：进出口管道应独立支撑，避免外力传给风机；
电气接线：电机接线应符合防爆要求（如需要）。
8.3 运行监控
振动监测：安装振动传感器，监测轴承和机壳振动；
温度监测：轴承温度、润滑油温度、机壳温度；
性能监测：定期测试流量、压力、电流，评估性能衰减；
润滑油分析：定期取样分析，预测设备状态。
8.4 维护策略
日常维护：检查油位、油温、振动、泄漏；
定期维护：每月检查密封情况，每季度清洗过滤器；
大修计划：根据运行小时或状态监测结果安排大修，通常24-36个月；
备件管理：储备易损件如机械密封、轴承、O型圈。
9. 结语
AI900-1.1834/0.8734型硫酸离心风机是专为输送SO₂等腐蚀性气体设计的特种设备，其悬臂结构、滑动轴承系统和耐腐蚀设计使其在苛刻工况下仍能可靠运行。正确理解风机型号含义、性能特点和使用范围，对于选型、安装和维护至关重要。随着材料科学和制造技术的进步，硫酸风机的效率、可靠性和使用寿命将持续提高，为化工、环保等行业的发展提供有力保障。
作为风机技术人员，应深入掌握设备原理和结构特点，结合具体工艺条件合理选型，实施精细化的运行维护，才能充分发挥设备性能，保障生产安全稳定长周期运行。

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