硫酸风机 AI250-1.135/1.074 基础知识解析

作者：王军（139-7298-9387）

关键词：硫酸风机、AI250-1.135/1.074、型号说明、配件解析、风机修理、二氧化硫气体、离心鼓风机

引言

在硫酸生产的工艺流程中，从硫铁矿焙烧或硫磺焚烧产生的二氧化硫炉气，需要经过净化、干燥后，由风机输送至转化系统。这一输送动力源的核心设备即是硫酸离心鼓风机。其运行的稳定性、效率及可靠性直接关系到整个硫酸装置的产量、能耗及经济效益。不同于输送空气的普通风机，硫酸风机处理的是具有强腐蚀性、且可能含有微量酸雾的二氧化硫气体，因此在设计、材料选择、制造工艺及维护检修方面均有特殊且严格的要求。本文将围绕一款典型的硫酸离心鼓风机型号——AI250-1.135/1.074，深入剖析其型号含义、核心配件构成以及关键的修理维护知识，旨在为从事风机技术工作的同仁提供一份详实的参考。

第一章 风机型号AI250-1.135/1.074详解

参考提供的风机型号解释规则，我们可以对“AI250-1.135/1.074”这一型号进行逐项解码，从而全面理解其基本设计参数和性能定位。

机型系列：“AI”
“AI”代表的是“单级悬臂硫酸风机”。这是理解该风机结构特点的关键。
单级：意指风机叶轮仅有一级。气体从进气口进入，经过单一叶轮的一次加速和增压后，即排出至出气口。结构相对简单，通常适用于中等压比（出口压力与进口压力之比）的工况。 悬臂：意指风机的叶轮安装在主轴的的一端，另一端由轴承箱内的轴承支撑。叶轮如同悬臂梁一样伸出在轴承支撑点之外。这种结构取消了叶轮非驱动端的支撑轴承，简化了结构，减少了潜在的泄漏点，但对其转子的动平衡精度、轴的刚性和轴承的承载能力提出了更高要求。 硫酸风机：明确其专用于输送硫酸生产工艺中的二氧化硫气体。
流量参数：“250”
“250”表示该风机的设计流量为每分钟250立方米。这是在特定进气状态（通常是标准状态或合同约定的进气条件）下，风机单位时间内输送的气体体积。流量是风机选型的首要参数，它直接对应硫酸生产系统的规模。对于AI250风机，其250立方米/分钟的流量适用于中小型硫酸装置。 压力参数：“-1.135” 与 “/1.074”
这是型号中表达风机增压能力的关键部分。
“-1.135”：表示风机的出口绝对压力为1.135个大气压（atm）。绝对压力是以绝对真空为基准计算的压强。 “/1.074”：表示风机的进口绝对压力为1.074个大气压。这里的“/”符号是分隔符，其后的数值特指进口压力。 风机压比与升压：根据这些参数，我们可以计算出风机的关键性能指标：
压比 = 出口绝对压力 / 进口绝对压力 = 1.135 / 1.074 ≈ 1.057。这个值反映了气体通过风机后压力增加的倍数。 升压（或压升） = 出口绝对压力 - 进口绝对压力 = 1.135 - 1.074 = 0.061 atm。换算成工程常用单位千帕（kPa）约为 6.18 kPa（1 atm ≈ 101.325 kPa）。这个升压值即为风机需要为气体提供的压力能，用于克服后续转化系统、干燥塔等设备的阻力。

值得注意的是，型号中明确给出了进、出口压力，说明该风机是针对一个特定的、进口压力并非标准大气压的工况设计的。这可能是因为风机位于干燥塔之后，进口处于一定的负压状态（1.074 atm低于标准大气压1.01325 bar或1 atm的近似值，具体取决于当地大气压），或者是有其他工艺要求。

综合来看，AI250-1.135/1.074 是一款适用于特定压力工况的单级悬臂式离心鼓风机，设计流量为250立方米/分钟，能够将气体从1.074个大气压的进口压力增压至1.135个大气压的出口压力。

第二章 风机核心配件解析

一台完整的AI系列硫酸风机是一个复杂的系统，主要包括转子组件、定子组件、轴承与润滑系统、密封系统以及辅助系统（如冷却系统）。下面重点解析其核心配件。

转子组件
转子是风机的心脏，是高速旋转实现能量转换的核心部件。
主轴：通常采用高强度合金钢（如40CrNiMoA）锻造而成，经过精密加工和热处理，具有极高的强度、韧性和疲劳极限，以确保在高速旋转下的稳定性。 叶轮：这是风机中最关键、技术含量最高的部件。针对二氧化硫气体的腐蚀特性，叶轮材料必须具有优异的耐腐蚀性能。常用的材料有316L不锈钢、904L不锈钢，甚至更高级别的双相不锈钢或哈氏合金。叶轮型线采用三元流设计，以追求高效率。制造工艺上，多采用整体精密铸造或数控铣削加工而成，并经过严格的动平衡校正，确保在工作转速下振动极小。 平衡盘：在多级风机中用于平衡轴向力，但在单级风机中通常不设平衡盘，轴向力主要由推力轴承承受。
定子组件
定子构成了气体流道和支撑结构。
机壳（气缸）：承受风机的内压和转子重量，通常为铸铁或铸钢件，内腔流道需光滑以减少阻力。对于硫酸风机，机壳内壁有时会进行防腐涂层处理。 进气室与扩压器：进气室引导气体均匀进入叶轮；扩压器则将叶轮出口的高速气体的动能有效地转化为压力能。它们的型线设计直接影响风机效率。 密封：密封是防止二氧化硫气体泄漏和外界空气吸入的关键，至关重要。
级间密封与轴端密封：通常采用迷宫密封。迷宫密封由一系列环形齿片与轴（或轴套）形成微小间隙，气体通过时产生节流效应而达到密封目的。密封齿片材料常为铝青铜等耐磨且不易与轴产生火花咬合的材料。 对于高压或特殊要求场合，可能会采用干气密封或碳环密封等更先进的密封形式。
轴承与润滑系统
轴承：支撑转子并确定其径向和轴向位置。AI系列悬臂风机通常采用：
径向轴承：采用滑动轴承（椭圆瓦或可倾瓦轴承），具有良好的阻尼特性，能稳定转子运行。 推力轴承：采用金斯伯雷（Kingsbury）型或米切尔（Michell）型可倾瓦块推力轴承，专门承受叶轮产生的轴向力。
润滑系统：为轴承提供连续、清洁、足量的润滑油，并带走摩擦产生的热量。系统包括主油泵（通常由主轴驱动）、辅助油泵（电机驱动，开机前和停机后使用）、油箱、冷却器、过滤器、安全阀及复杂的仪表控制系统（如油压、油温监测报警）。润滑油品的选择和清洁度维护是保证轴承长寿的关键。
冷却系统
由于气体压缩和轴承摩擦会产生热量，必须对润滑油和有时对机壳进行冷却。通常采用水冷，通过油冷却器和机壳水夹套来实现。

第三章 风机常见故障与修理解析

硫酸风机的修理是一项技术性极强的工作，必须由经验丰富的专业人员在充分准备和严格规程下进行。修理的核心目标是恢复风机性能、确保运行可靠性和延长使用寿命。

修理前的准备工作
安全隔离：确保风机完全断电，并挂上“禁止合闸”警示牌。关闭进出口阀门，并进行工艺气体置换（通常用氮气），直至气体检测合格，确保动火作业安全。 技术资料准备：备齐风机总图、部件图、易损件图、安装使用说明书等。 工具与备件：准备专用工具（如液压螺母拉伸器、轴承加热器、百分表等）、量具以及计划更换的备件（密封、轴承、O型圈等）。
常见故障分析与修理要点
故障一：振动超标
原因分析：
转子不平衡：叶轮腐蚀、磨损、结垢或异物附着导致质量分布不均。 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。 基础松动或共振：地脚螺栓松动或基础刚性不足，接近临界转速。 动静件摩擦：密封件与轴发生接触摩擦。
修理措施：

现场动平衡或离线动平衡：清除叶轮污垢后，若振动仍大，需在动平衡机上或现场使用动平衡仪进行精确校正。 重新对中：使用激光对中仪或双表法，在冷态和热态（考虑热膨胀）下精确调整风机与电机的同心度和平行度。 更换轴承：检查轴承游隙、磨损情况，必要时更换。安装新轴承时需采用热装法，避免直接敲击。 紧固地脚螺栓，检查基础。必要时进行基础加固。 检查并调整密封间隙，确保符合图纸要求。
故障二：轴承温度过高
原因分析：

润滑不良：油量不足、油质恶化（含水、杂质）、油型号不正确。 冷却不足：油冷却器结垢堵塞、冷却水量不足或水温过高。 轴承本身问题：轴承装配间隙不当、损坏、疲劳。 载荷过大：风机在喘振区附近运行。
修理措施：

检查润滑系统：清洗油箱、滤网，更换合格润滑油，检查油泵性能。 清洗油冷却器，确保水路畅通，调整冷却水流量。 检查轴承，测量间隙，按标准重新装配或更换。 调整工况，确保风机在稳定工作区内运行，远离喘振线。
故障三：气体泄漏
原因分析：

轴端密封磨损：迷宫密封齿磨损，间隙超标。 密封气系统故障（若采用干气密封）。 机壳结合面密封垫损坏或螺栓紧固不均。
修理措施：

更换迷宫密封件，严格调整密封间隙至设计值。这是硫酸风机大修的常规项目。 检修密封气系统，确保气源压力、流量和清洁度。 更换结合面垫片，按力矩要求均匀紧固螺栓。
故障四：性能下降（风量、压力不足）
原因分析：

转速降低：电机或传动系统问题。 叶轮腐蚀或磨损：通流部件效率下降。 密封间隙过大：内泄漏严重。 滤网或管路堵塞：进口阻力增加。
修理措施：

检查电源频率和传动比。 检查叶轮：若腐蚀磨损严重，需修复或更换叶轮。修复可采用堆焊耐磨耐腐涂层后重新加工型线的方法。 调整或更换密封，减少内漏。 清洗进口滤网和管路。
大修流程概要
风机的大修通常遵循以下步骤：停机隔离置换→拆卸联轴器护罩、仪表管线→测量原始对中数据→拆卸联轴器→拆除轴承箱盖及附件→吊出转子→全面清洗、检查各零部件→测量各部尺寸间隙（如轴承间隙、密封间隙、叶轮窜量等）→根据检查结果确定修理方案（更换损坏件、修复可再用件）→回装（按相反顺序，注意各间隙调整）→重新对中→单试油站→最终复位仪表管线、护罩→盘车确认无卡涩→联系工艺准备试车。 试车与验收
修理完成后，必须进行严格试车：先点动检查转向，然后无负荷运行，监测振动、温度、声音等参数。正常后逐步加载至额定工况，持续运行一段时间，所有参数稳定且符合技术规范，方可交付验收。

结论

AI250-1.135/1.074型硫酸离心鼓风机作为硫酸生产中的关键动设备，其型号编码精确地定义了其结构形式、流量和压力参数。深入理解其型号含义、掌握其核心配件的材料与结构特点，是进行正确选型、操作和维护的基础。而当风机出现故障或到达检修周期时，系统性的故障分析能力和规范的修理流程是恢复其性能、保障硫酸装置长周期稳定运行的最终屏障。对于风机技术人员而言，不断积累理论知识和实践经验，严格遵循操作规程，是驾驭好这类精密复杂设备的不二法门。

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