硫酸风机 AI550-1.186/1.036基础知识、配件解析与修理维护

作者：王军（139-7298-9387）

关键词：硫酸风机、AI550-1.186/1.036、型号说明、离心鼓风机、二氧化硫气体、风机配件、风机修理、维护保养

引言

在硫酸生产的庞大工业体系中，二氧化硫气体的输送是至关重要的一环，它直接关系到制酸系统的稳定运行、能源消耗及最终的产品质量。硫酸离心鼓风机，作为输送这一关键工艺气体的核心设备，被誉为硫酸装置的“心脏”。其性能的优劣、运行的可靠性，对整个生产流程有着决定性的影响。由于输送的介质是高温、具强腐蚀性的二氧化硫气体，硫酸风机在材料选择、结构设计、密封技术及维护保养方面均有极其特殊和严格的要求。本文旨在以AI550-1.186/1.036这一具体型号为例，系统性地阐述硫酸离心鼓风机的基础知识，深入解析其关键配件构成，并探讨风机常见故障的诊断与修理维护要点，为从事风机技术相关工作的同仁提供一份详实的参考。

第一章 硫酸离心鼓风机基础知识

1.1 硫酸风机的特殊性与重要性

硫酸风机并非普通的风机，其特殊性根源于所输送的介质—二氧化硫（SO₂）气体。在接触法制酸工艺中，风机需要处理的通常是经过净化、降温后的二氧化硫炉气，但即便如此，该气体仍具有以下显著特点：

强腐蚀性：二氧化硫遇水会生成亚硫酸，对大多数金属材料产生强烈的腐蚀作用。因此，风机所有与气体接触的部件必须具备极高的耐腐蚀性能。 介质危险性：二氧化硫本身有毒，一旦泄漏会对人员安全和环境造成严重威胁。这就要求风机必须具备极高的密封可靠性，确保运行过程中无泄漏。 工况连续性：硫酸生产是连续过程，风机通常需要常年不间断运行，任何非计划停机都会导致巨大的经济损失。因此，风机的运行可靠性和长寿命是首要设计目标。 压力与流量稳定性要求高：风机的出口压力和流量直接影响后续转化工段的反应条件，波动过大会导致硫酸产量下降、尾气超标等问题。

基于以上特点，硫酸风机在设计中必须综合考虑材料学、流体力学、转子动力学、密封技术等多个学科，其制造精度、动平衡要求也远高于普通风机。

1.2 离心鼓风机的工作原理

离心鼓风机的工作原理基于动能转换为势能。具体过程如下：

吸气与加速：叶轮被原动机（通常是电动机）驱动高速旋转，二氧化硫气体从风机进风口轴向进入叶轮中心。 离心做功：气体在高速旋转的叶轮叶片作用下，随叶轮一起旋转，获得高速流动的动能。同时，在离心力的作用下，气体被从叶轮中心甩向叶轮外缘，流经叶片间的流道断面逐渐增大，使得气体的部分动能转化为压力能。 扩压与增压：从叶轮甩出的高速气体进入蜗壳或扩压器。蜗壳的流通截面逐渐扩大，气体流速降低，根据伯努利方程，流速降低导致气体静压显著提高，从而实现了将动能进一步转化为所需的压力能。 排气：经过增压后的气体最终从风机出风口排出，输送至后续工艺设备。

整个过程中，气体所获得的压力提升（压头）主要取决于叶轮的圆周线速度（与叶轮直径和转速成正比）、叶片的形状和数量，以及气体的密度。

第二章 风机型号AI550-1.186/1.036详解

参照提供的型号解释规则，我们可以对AI550-1.186/1.036这一型号进行全面的解读。

2.1 系列代号 “AI” 的含义

“AI” 代表的是 单级悬臂式硫酸离心鼓风机。这是硫酸风机中一种非常经典和常见的结构形式。

单级：意味着风机只有一个叶轮。相对于多级风机（如C系列），单级风机结构相对简单，维护方便，通常用于压比（出口压力与进口压力之比）要求不是特别高的工况。 悬臂式：指风机的叶轮安装在主轴的一端，像悬臂一样伸出来，主轴的轴承布置在叶轮的另一侧。这种结构的优点是拆装叶轮、机械密封等部件时，无需扰动风机机壳和进排气管道，维修便捷。但其转子动力学特性相较于双支撑结构（如AII、S系列）更为敏感，对转子的动平衡精度和轴承稳定性要求极高。

AI系列风机通常具有效率高、结构紧凑、重量相对较轻的特点，广泛应用于中小型硫酸装置或作为大型装置的备用风机。

2.2 流量参数 “550” 的含义

“550” 表示该风机在 进口状态为标准大气压（101.325 kPa）和指定温度（通常为20℃） 下的 额定容积流量为每分钟550立方米。这是风机最重要的性能参数之一，直接决定了其满足生产工艺需求的能力。需要强调的是，容积流量会随着进口压力、进口温度的变化而变化，但在风机选型和型号标识中，通常以标准状态下的数值作为标称值。

2.3 压力参数 “-1.186/1.036” 的含义

压力参数部分清晰地定义了风机的运行压力工况。

“-1.186”：表示风机的 出口绝对压力为1.186个标准大气压。换算成表压（即相对于大气压的压力）约为 1.186 - 1 = 0.186 个大气压，或约18.8 kPa（表压）。 “/1.036”：表示风机的 进口绝对压力为1.036个标准大气压。这表明风机进口处于微正压状态，表压约为 1.036 - 1 = 0.036 个大气压，或约3.6 kPa（表压）。这种进口正压通常是由于上游设备（如干燥塔）存在一定的阻力，导致气体在进入风机前已有少量压力积累。

因此，该风机的实际工作压升（或称压比）为：出口绝对压力 / 进口绝对压力 = 1.186 / 1.036 ≈ 1.145。风机需要克服的系统总阻力即为出口表压与进口表压之差，约为 18.8 - 3.6 = 15.2 kPa。

如果型号中没有 “/” 及后续数字，则默认进口压力为1个标准大气压。

2.4 综合解读与应用场景

综合来看，AI550-1.186/1.036 是一台 单级悬臂式结构的硫酸离心鼓风机，设计用于在进口微正压（1.036 atm）的工况下，每分钟输送550立方米的标准状态二氧化硫气体，并将其压力提升至1.186 atm（绝对压力）。其压比约为1.145，属于中等压比范围。这类风机非常适合作为年产10万至20万吨硫酸装置的主风机，或作为更大规模装置的辅助风机、备用风机。其紧凑的悬臂式设计使得安装和日常维护都较为方便。

第三章 风机关键配件解析

硫酸风机的可靠性很大程度上依赖于其关键配件的性能和质量。下面以AI550型号机为例，对其核心配件进行解析。

3.1 转子组件

转子是风机的“心脏”，由主轴、叶轮、平衡盘（如有）、联轴器等部件组成，是高速旋转做功的核心部件。

主轴：通常采用高强度合金钢（如35CrMo、42CrMo）锻造而成，经过精密加工和热处理，具有极高的强度、韧性和抗疲劳性能。轴颈部位需要极高的尺寸精度和表面光洁度，以确保与滑动轴承的良好配合。 叶轮：这是风机中最关键、技术含量最高的部件。由于直接接触腐蚀性二氧化硫气体，叶轮材料必须耐腐蚀。对于AI550这类风机，叶轮通常采用超低碳奥氏体不锈钢（如316L、904L）或高牌号双相不锈钢（如2205）整体精密铸造或焊接而成。叶轮的型线设计（叶片形状、进口角、出口角等）直接决定了风机的效率、压力和流量特性。制造完成后，叶轮必须经过严格的动平衡校正，确保残余不平衡量达到G2.5或更高标准，以保证风机平稳运行。

3.2 壳体与密封系统

机壳：风机壳体承受内部气体压力，并引导气体流动。通常采用与叶轮材料相同或相近的耐腐蚀钢材铸造或焊接制造。对于悬臂式风机，机壳一般为蜗壳形，将叶轮出口的气体收集并引导至出口。机壳上设有进风口、出风口、检查孔等。 密封系统：这是防止有毒SO₂气体泄漏的关键。主要包括：
轴端密封：现代硫酸风机普遍采用 干气密封 或 串联式机械密封 辅以隔离气系统。干气密封是一种非接触式密封，功耗低、寿命长、可靠性高，通过注入高压惰性气体（如氮气）作为密封介质，阻止工艺气体向外泄漏。机械密封则通过动、静环的紧密贴合实现密封，需要配套复杂的封油或封水系统。AI550风机很可能采用先进的干气密封。 级间密封和油封：对于多级风机，级间有迷宫密封；轴承箱两端有油封，防止润滑油泄漏。

3.3 轴承与润滑系统

轴承：高速离心风机（如AI系列转速可能达到数千甚至上万转/分钟）通常采用 动压滑动轴承（径向轴承和止推轴承）。滑动轴承依靠高速旋转的轴颈在轴承孔内形成稳定的油膜来支撑转子，具有承载力大、阻尼性能好、运行平稳、寿命长的优点。轴承衬里常采用巴氏合金。 润滑系统：为轴承和齿轮（如有）提供连续、清洁、温度适宜的润滑油。系统包括主辅油泵、油箱、冷却器、过滤器、安全阀、仪表等。润滑油不仅起润滑作用，还起到带走摩擦热、清洁磨粒的作用。润滑系统的可靠性直接关系到风机的安全。

3.4 其他辅助系统

底座：用于支撑风机、电机及其附属设备，通常为整体钢结构，具有足够的刚度和稳定性，能有效吸收振动。 监测仪表：包括振动传感器、轴位移传感器、轴承温度传感器、压力表、流量计等，用于实时监控风机运行状态，是预知维修和故障诊断的基础。

第四章 风机常见故障诊断与修理维护

对风机进行科学的维护和及时的修理，是保障其长周期安全稳定运行的根本。

4.1 日常维护与巡检

运行参数记录：每小时记录一次风机的进出口压力、流量、轴承温度、润滑油压和温度、电机电流和电压等，及时发现异常趋势。 振动与声音监测：使用便携式测振仪定期测量轴承座的振动值（速度有效值或位移峰值），监听运行声音是否平稳，有无异常摩擦或冲击声。 泄漏检查：重点检查***轴封***、法兰连接处、阀门等有无SO₂气体或润滑油泄漏。 润滑油管理：定期取样分析润滑油品质，检查油位，定期更换润滑油和滤芯。

4.2 常见故障分析与处理

振动超标
原因：转子动平衡破坏（叶轮腐蚀、结垢、部件松动）；对中不良（风机与电机中心偏差）；轴承磨损或损坏；地脚螺栓松动；喘振（流量过小导致的不稳定工况）。 处理：停机检查。重新进行动平衡校正；重新找正对中；更换轴承；紧固地脚螺栓；调整操作工况，避免喘振区。
轴承温度过高
原因：润滑油量不足或油质恶化；冷却器效果差；轴承间隙不当或损坏；润滑油带水或杂质。 处理：检查油路、油泵；清洗冷却器；化验润滑油，必要时更换；检查并更换轴承。
风量或压力不足
原因：进口过滤器堵塞；密封间隙过大（叶轮与机壳、级间），内泄漏严重；转速未达到额定值；系统阻力增大（如管道堵塞）。 处理：清洗或更换过滤器；停机调整或更换密封件；检查电机和变频器（如有）；检查系统管道。
气体泄漏
原因：机械密封或干气密封失效；密封气压力不足或中断；法兰垫片损坏。 处理：这是严重故障，需立即停机处理。更换密封件；检查并恢复密封气系统；更换垫片。

4.3 大修要点与注意事项

风机运行一定时间（通常1-3年）或出现严重故障时，需进行解体大修。

安全第一：大修前必须进行 彻底的工艺气体置换和隔离，确保设备内无残留SO₂气体，并办理相关作业许可证。 规范拆解：按照制造商提供的拆装顺序进行，对零部件做好标记，妥善保管。 全面检查：
转子：检查叶轮有无腐蚀、磨损、裂纹，必要时进行无损探伤（如PT、MT）。检查主轴有无弯曲、磨损。转子必须重新进行高速动平衡。 轴承：检查巴氏合金层有无磨损、剥落、裂纹，测量轴承间隙。 密封：检查机械密封动静环的磨损情况，或干气密封的摩擦副状态，全部更换密封件和O型圈。 机壳：检查内壁腐蚀和冲刷情况，测量各部密封间隙。
精密装配：严格按照技术要求进行装配，确保各部间隙（如叶轮与机壳的径向和轴向间隙、轴承间隙）在允许范围内。对联轴器进行精确对中，对中误差需控制在0.05mm以内。 试车与验收：大修完成后，先进行单机试车（无负载或空气负载），检查振动、温度、噪声等是否正常。然后再接入系统，逐步加载至满负荷，进行性能验收。

结论

硫酸离心鼓风机AI550-1.186/1.036作为硫酸生产的关键设备，其技术复杂性和运行可靠性要求极高。深入理解其型号含义、掌握其核心配件的结构与材料特性、并建立一套科学、规范的维护保养与故障诊断体系，是每一位风机技术人员必备的技能。面对这台“单级悬臂、流量550立方米每分钟、进出口压力分别为1.036和1.186个大气压”的设备，我们必须以严谨的态度对待日常巡检、以专业的技能进行故障分析、以精益求精的标准执行大修作业。唯有如此，才能确保这颗“硫酸装置心脏”持久、有力、平稳地跳动，为企业的安全生产和经济效益提供最坚实的保障。随着材料科学和监测技术的发展，硫酸风机的性能与可靠性还将不断提升，这也要求技术人员不断学习，与时俱进。

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