硫酸风机AI250-1.35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，AI250-1.35，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

在硫酸生产的工艺流程中，从硫铁矿的焙烧或硫磺的焚烧，到二氧化硫气体的转化，每一个环节都离不开关键的动力设备—硫酸离心鼓风机。它如同整个系统的心脏，负责为工艺气体提供稳定的流量和所需的压力，克服系统阻力，确保生产连续稳定地进行。由于输送的介质是含有二氧化硫、三氧化硫、酸雾及粉尘等具有强腐蚀性、有毒性的高温气体，硫酸风机在材料选择、结构设计、密封形式及运行维护方面均有特殊而严格的要求。本文将以AI250-1.35型硫酸离心鼓风机为核心，深入剖析其型号含义、技术特点、核心配件构成以及常见的故障分析与修理维护要点，旨在为从事风机技术工作的同仁提供一份实用的参考。

第一章 硫酸离心鼓风机概述与AI250-1.35型号解析

1.1 硫酸离心鼓风机的特殊性与分类

硫酸离心鼓风机并非普通意义上的通风机或鼓风机，它是专门为硫酸生产工艺“量身定制”的特种风机。其特殊性主要体现在以下几个方面：

介质特殊性：输送的介质主要是二氧化硫（SO₂）气体，后期可能含有三氧化硫（SO₃）。这些气体在遇水或降温后会形成亚硫酸和硫酸，具有极强的腐蚀性。同时，来自焙烧工序的原料气可能携带一定量的矿尘颗粒。 运行工况苛刻：风机入口气体温度较高，通常在30℃至50℃之间（干燥塔后），且在整个系统运行中，工况点（流量、压力）会因系统阻力变化而波动。 高可靠性要求：硫酸生产是连续化过程，风机的非计划停机将导致全线停产，造成巨大的经济损失。因此，风机必须具有极高的运行可靠性和稳定性。 严格的密封要求：防止有毒、腐蚀性气体外泄，保护环境和人员安全；同时防止外界空气进入风机，影响气体浓度和后续工艺。

根据结构形式和性能特点，硫酸离心鼓风机主要分为以下几种系列（参考题干提供信息）：

C型系列多级离心硫酸风机：采用多级叶轮串联的结构，每级叶轮后设置导叶，效率较高，适用于中等流量和较高压力的工况。结构相对复杂，轴向尺寸较长。 D型系列高速高压硫酸风机：通常采用高转速设计，以满足更高压比的需求。对转子动力学、轴承和润滑系统要求极高。 AI型系列单级悬臂硫酸风机：叶轮悬臂安装于主轴一端，结构紧凑，轴向尺寸短。适用于流量相对较大、压比较低的工况。维护检修相对方便。 S型系列单级高速双支撑硫酸风机：叶轮安装在两支撑轴承之间，转子稳定性好，适用于高转速、高压比的场合。 AII型系列单级双支撑硫酸风机：同样是双支撑结构，但与S型可能在具体结构、增速方式上有所不同，适用于类似的工况。

1.2 AI250-1.35型号深度解析

参考题干中提供的风机型号解释范例“C300-1.14/0.987”，我们可以对“AI250-1.35”进行详细的解读：

“AI”：这是机型的系列代号。根据题干说明，“AI”代表“单级悬臂硫酸风机”。
“单级” 意味着该风机只有一个叶轮。与多级风机相比，单级风机结构简单，制造成本相对较低，但在相同的转速下，其单级所能提供的压头（压力）有限。 “悬臂” 指的是风机的叶轮安装在主轴的一端，像悬臂梁一样伸出在支撑轴承之外。这种结构优点是结构紧凑，拆装叶轮、密封等部件时无需移动电机和轴承箱，维护便捷。缺点是转子的悬臂结构对轴的刚性和临界转速计算要求更高，对叶轮的动平衡精度要求也极为严格。 因此，AI系列风机通常适用于流量中等至较大，但所需压升（压比）不是特别高的硫酸生产装置中。
“250”：这表示风机在设计工况下的流量参数。根据范例，单位是“每分钟立方米”，即 250 m³/min。这是一个体积流量的指标，是风机选型的核心参数之一，它必须与硫酸系统的气量需求相匹配。 “-1.35”：这表示风机的出口压力（或称出口绝压）。根据范例，单位是“个大气压”（工程大气压，at），即 1.35 at（约等于0.135 MPa表压）。值得注意的是，在该型号标注中，没有出现“/”及后续数字。根据范例规则，“如果没有'/'就表示进风口压力是1个大气压”。
因此，该风机的进口压力为1个标准大气压。 风机的实际做功能力（压升）为：出口压力减去进口压力，即 1.35 at - 1.00 at = 0.35 at（约34.3 kPa）。这个压升用于克服干燥塔、吸收塔、换热器、管道阀门等整个系统的阻力。

综合理解：AI250-1.35 是一款单级悬臂式结构的离心鼓风机，专为硫酸工艺设计。它在进口压力为1个标准大气压的条件下，能够提供每分钟250立方米的标准二氧化硫气体流量，并将气体压力提升至1.35个大气压（绝压）。这款风机适用于对结构紧凑性和维护便利性有较高要求，且系统阻力适中的硫酸生产场合。

第二章 AI250-1.35风机核心配件解析

一台完整的AI250-1.35风机由多个子系统组成，每个配件都至关重要。下面我们将关键部件进行解析。

2.1 转子组件

转子是风机的“心脏”，负责将机械能转化为气体的动能和压力能。

主轴：采用高强度合金钢（如40Cr、35CrMo）锻造而成，经过调质处理以获得良好的综合机械性能。轴上有安装叶轮、轴承、联轴器的轴颈和轴肩，这些部位的尺寸精度和表面光洁度要求极高。 叶轮：这是风机的核心做功部件。AI250-1.35作为硫酸风机，其叶轮材料必须具有优异的耐硫酸腐蚀性能。
材料：广泛采用316L不锈钢或更高级别的耐硫酸专用不锈钢，如904L、2205双相不锈钢等。在腐蚀特别严重的工况下，甚至会采用高硅奥氏体不锈钢或哈氏合金等特种材料。叶轮通常为整体铸造或焊接而成。 结构：多为后向或径向叶片型式，以保证较高的效率和较稳定的性能曲线。叶轮必须经过精确的动平衡校正，通常要求达到G2.5或更高的平衡精度等级，以确保高速运转时的平稳性。

2.2 机壳与密封组件

机壳：也称为蜗壳，作用是收集从叶轮出来的气体，并将其动能部分转化为压力能，同时引导气体至出口管道。机壳通常采用与叶轮材质相同或相近的耐酸不锈钢铸造，分为上、下两半，便于安装和检修内部转子。机壳设计需保证气流通道光滑，减少涡流损失。 密封组件：密封是硫酸风机的生命线，至关重要。主要包括：
轴端密封：防止气体沿主轴泄漏到大气中。早期或小型风机可能采用迷宫密封，依靠多道齿片与轴形成曲折的间隙通道来增加流动阻力。现代硫酸风机更普遍采用机械密封或干气密封。
机械密封：由动环、静环、弹簧和辅助密封圈组成，接触端面保持极薄的液膜实现密封。需要引入封气（如来自干燥塔后的洁净、干燥的SO₂气体或氮气），其压力略高于机壳内被密封处的气体压力，一方面阻止有害介质接触密封面，另一方面对密封面进行冷却和润滑。 干气密封：非接触式密封，可靠性更高，功耗更低，是高端风机的首选。
级间密封：对于某些结构，可能存在级间密封需求，但AI为单级风机，此项不适用。主要防止气体在机壳内部窜流。

2.3 轴承与润滑系统

轴承：支撑转子并保证其精确旋转。AI悬臂风机通常采用：
径向轴承：采用滑动轴承（如椭圆瓦、可倾瓦轴承）或滚动轴承（高精度圆柱滚子轴承）。滑动轴承承载能力强，阻尼性能好，适用于高转速、重载场合，但需要复杂的润滑系统。滚动轴承摩擦小，结构简单，维护方便。 推力轴承：用于承受转子剩余的轴向力，通常采用** Kingsbury 型可倾瓦块推力轴承或角接触球轴承**，能承受较大的轴向载荷。
润滑系统：对于采用滑动轴承的风机，强制润滑系统是必不可少的。主要包括主、辅油泵、油冷却器、油过滤器、油箱、安全阀及监控仪表（压力、温度、流量）。润滑油不仅起润滑作用，还带走轴承产生的热量。系统的可靠性直接关系到风机的安全运行。

2.4 底座与联轴器

底座：通常为钢结构焊接件，要求有足够的刚性和稳定性，以支撑风机本体和驱动电机，并保证两者对中精度长期保持不变。底座上设置有找平用的顶丝和灌浆孔。 联轴器：连接风机主轴和电机轴，传递扭矩。常用的有膜片联轴器和鼓形齿式联轴器。膜片联轴器无需润滑，补偿能力强，传递扭矩大，是现代风机的首选。联轴器对中（找正）是安装和检修中的关键工序，精度要求极高。

第三章 AI250-1.35风机常见故障与修理维护

3.1 日常维护与监测

预防性维护是保证风机长周期稳定运行的基础。

运行参数监测：定时记录轴承温度、润滑油压、油温、机组振动值（轴向、径向）、电机电流、进出口压力和流量等。任何异常波动都可能是故障的前兆。 润滑油管理：定期分析润滑油品，检查是否进水、变质或含有金属磨粒。按规定周期更换润滑油和清洗滤网。 密封气系统检查：确保密封气源压力稳定、洁净、干燥。压力过低会导致介质泄漏腐蚀密封件，压力过高会浪费气源并可能影响风机内流场。 听、摸、看：巡检时用听针听轴承和机壳内部有无异常声响；触摸轴承箱感觉温度是否异常；观察有无跑、冒、滴、漏现象。

3.2 常见故障分析与处理

振动超标
原因：
转子不平衡：叶轮腐蚀、磨损不均、结垢或异物附着导致质量偏心。这是最常见的原因。 对中不良：风机与电机联轴器对中精度超差。 轴承损坏：磨损、疲劳剥落、间隙过大。 基础松动：地脚螺栓松动或基础刚性不足。 喘振：风机在小流量工况下运行，进入不稳定工作区。
处理：
停机检查，首先复查对中情况。 检查地脚螺栓。 若对中和基础无问题，需拆检轴承和转子。对叶轮进行清理（结垢时）或重新进行动平衡校正。更换损坏的轴承。
轴承温度过高
原因：
润滑不良：油量不足、油质差、油路堵塞、冷却器效果差。 轴承安装问题：间隙过小、装配不当。 轴承本身缺陷或达到寿命。 负载过大或对中不良导致附加载荷。
处理：
检查润滑系统压力、流量和冷却水情况。 分析油品。 若润滑系统正常，需停机检查轴承间隙和状态，重新安装或更换。
流量或压力不足
原因：
转速降低：电机或电气问题。 管网阻力增加：系统堵塞，如过滤器、塔器填料、换热器等脏堵。 叶轮磨损或腐蚀：效率下降。 密封间隙过大：内泄漏严重。 进口条件变化：气体温度、密度或进口压力变化。
处理：
检查电机转速和系统阻力。 停机检查叶轮和密封间隙，修复或更换受损部件。
气体泄漏
原因：
机械密封失效：动/静环磨损、弹簧断裂、O型圈老化。 密封气压力过低或中断。 机壳结合面或管道法兰密封垫损坏。
处理：
立即调整或恢复密封气。 若外部泄漏，停机更换密封件或垫片。

3.3 大修要点与装配注意事项

当风机运行一定周期或出现严重故障时，需进行解体大修。

拆卸：
切断电源，隔离介质和润滑系统。 做好标记，有序拆卸管路、仪表、联轴器罩、联轴器等。 吊开上机壳，小心吊出转子组件，妥善放置，避免碰伤。
检查与测量：
叶轮：检查腐蚀、磨损、裂纹（可采用着色探伤）。测量口环间隙。 主轴：检查直线度（跳动量）、轴颈尺寸和表面状况。 轴承：检查磨损、间隙、接触痕迹。 密封：检查密封件磨损情况。 机壳：检查腐蚀、裂纹，清理内部结垢。
修理与更换：
对达到报废标准的零件（如叶轮腐蚀减薄超限、轴承间隙超标、主轴弯曲等）必须更换。 叶轮需进行动平衡校正。 所有密封件、垫片建议更换新品。
装配：
清洗所有零件，确保洁净。 按拆卸的逆序进行装配。关键步骤：
轴承安装：采用热装或液压法，避免直接敲击。 转子就位：保证自由端间隙。 扣合机壳：均匀紧固螺栓。 最终对中：这是大修成败的关键！必须使用百分表等精密工具，确保风机与电机轴的对中误差在允许范围内（通常径向和端面误差均不大于0.05mm）。
试车：
大修后必须进行试车。先点动检查转向，然后无负荷运行，监测振动、温度等参数。正常后逐步加载至满负荷，进行至少连续4小时的考核运行。

结论

AI250-1.35作为一款典型的单级悬臂式硫酸离心鼓风机，以其结构紧凑、维护方便的特点，在特定的硫酸生产流程中扮演着重要角色。深入理解其型号含义、熟练掌握其核心配件的结构与功能，是进行正确选型、高效操作和科学维护的基础。而面对故障时，系统的分析思路和规范的修理流程是快速恢复生产、保障设备安全的根本。随着材料科学和制造技术的进步，硫酸风机的效率、可靠性和寿命将不断提升，但对风机技术人员而言，扎实的基础知识、严谨的工作态度和丰富的实践经验永远是确保设备最佳运行状态的不二法门。

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